基于DSP的温度测试系统毕业设计

分类号编号烟台大学毕业论文（设计）基于DSP的温度测试系统ThetemperaturetestingsystembasedonDSP申请学位：学士院系：电子信息与计算机科学系专业：电子信息科学与技术姓名：胡钦浩学号：200790511207指导老师：青心（教授）2011年5月9日烟台大学文经学院基于DSP的温度测试系统姓名：胡钦浩导师：青心（教授）2011年5月9日烟台大学文经学院烟台大学毕业论文（设计）1基于DSP的温度测试系统[摘要]随着现代信息技术的飞速发展，分布式温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演了一个越来越重要的角色。因此，对温度采集控制系统的设计与研究就具有十分重要的意义。本文设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的温度测试系统。该系统以TMS320F2812芯片为核心,使其与DS28EA0型1-Wire数字温度计相结合，采用带有USB接口的大容量U盘或SD卡作为存储介质，实现温度采集与数据存储的功能。文中首先介绍了测温仪器的发展现状，并论证了用DSP芯片进行温度控制的必要性和可行性。接着介绍了DSP芯片的主要结构特点及发展应用等。针对温度控制系统的特点，作者对DSP芯片进行了选型，并对所选芯片TMS320F2812的结构和特征进行了详细说明。然后根据温度控制要实现的功能，制定了该系统的总体设计方案，并在此基础上进行了各部分硬件电路的设计。本系统主要由DS28EA00温度测量模块、USB接口模块、SD卡接口模块和TMS320F2812数字信号处理模块等组成。[关键词]DSP；TMS320F2812；温度采集；数据存储烟台大学毕业论文（设计）2[Abstract]Withtherapiddevelopmentofmoderninformationtechnology,distributedtemperaturemeasurementcontrolsysteminindustry,agricultureandPeople'sDailylifeplaysamoreandmoreimportantrole.Therefore,thetemperaturegatheringthedesignofcontrolsystemandresearchhastheextremelyvitalsignificance.ThispaperdesignsatemperaturetestingsystemsbasedonDSP(digitalsignalprocessor).ThissystemchipsasthecoretoTMS320F2812,makingitcombinewithDS28EA0type1-Wiredigitalthermometer,andituseslargecapacitywithaUSBinterface,UdiskorSDcardasstoragemedia,achievingtemperatureacquisitionanddatastoragecapabilities.Firstly,thispaperintroducesthedevelopmentstatusofthethermometer,anddemonstratesthenecessityandfeasibilityoftestingthetemperatureusingtheDSPchips.ThenitintroducesthemainstructuralfeaturesofDSPchipsandapplicationdevelopmentandsoon.Characteristicsforthetemperaturecontrolsystem,theauthorhasaselectionoftheDSPchip,andmakesadetaileddescriptionofthestructureandselectedcharacteristicsofthechipTMS320F2812.Thenbasedonthefunctionofthetemperaturecontroltheauthorachievestheformulatedtheoveralldesignofthesystem,andonthisbasisthevariouspartsofhardwaredesign.ThesystemconsistsofDS28EA00temperaturemeasurementmodule,USBinterfacemodule,SDcardinterfacemoduleandTMS320F2812digitalsignalprocessingmoduleandothercomponents.[Keywords]DSP；TMS320F2812;Temperatureacquisition;DataStorage烟台大学毕业论文（设计）3目录第1章绪论................................................................41．1课题研究背景........................................................41．2．1温度测量技术的研究.............................................41．2．2DSP芯片的研究..................................................51．3本课题的主要研究内容................................................7第2章系统总体方案设计....................................................72.1系统方案的设计.......................................................72.2主控芯片的选择——DSP系列TMS320F2812.................................8第3章系统硬件设计........................................................93.1DS28EA00温度测量模块.................................................93.1.1温度传感器选型....................................................93.1.2测温模块原理.....................................................103.1.3DS28EA00的序列检测硬件电路连接...................................123.2USB接口模块。.......................................................133.3SD卡接口模块........................................................14第4章系统软件设计.......................................................144.1DSP与DS28EA00的通信................................................154.2数据存储.............................................................164.2.1U盘数据存储......................................................164.2.2SD卡数据存储.....................................................184.2.3文件系统..........................................................20第5章系统性能分析.......................................................215.1性能指标.............................................................215.2系统抗干扰性能分析...................................................21结论.......................................................................22参考文献...................................................................23烟台大学毕业论文（设计）4第1章绪论1．1课题研究背景科学技术的发展为测量技术的发展提供了前提和可能。在农业领域，温度的测试、控制有着重要的应用，例如粮食的种植、储存等方面。随着世界人口的日益增加，粮食供应日益紧张，我国提出大力发展农业科技、实现农业现代化。这不仅可以提高粮食产量，解决粮食供需矛盾，另一方面也符合十六大以来党中央关于全面落实科学发展观，解决“三农”问题的基本思想和思路，为建设社会主义新农村，切实提高农民收入，减轻农民劳动强度提供了技术保障。采用温室种植技术无疑会大幅增加粮食蔬菜的产量，尤其在我国的北方。温度是温室种植中的重要环境参数，温度的测试和控制是保证农作物牛长的关键因素，是温室技术的核心。由于不同的温室、不同的作物生长对温度要求不尽相同，而且要求温度稳定在一定范围内。仅仅依靠传统的人工管理存在着温度测量不全面、温度调节不及时、温度控制不精确等一系列问题。不仅增加了农民的劳动强度，还会影响作物的生长速度和作物的质量。因此迫切要求有一种能对温室温度进行精确测试的系统来替代传统的人工操作，使其能根据不同作物需求进行参数设置。目前，有些温室已经采用了以8／16位单片机为核心的温度测试系统，由于温度变化是一个缓慢的过程，这些系统能够满足温度实时测试的需求。但由于单片机需要单独设置外围的AD转换器，这使得外围电路非常复杂繁琐。而若用DSP芯片则可以充分利用其内置的ADC控制，实现电路更加简单；并且DSP对数据能够进行更快的处理。为此，本文提出了基于TMS320F2812的温度测试系统。TMS320F2812是TI公司专为数字电动机的控制而生产的一款定点数字信号处理器芯片，具有时钟频牢高、处理速度快、运行稳定可靠、功耗低等优点，是温度测试系统的核心部件。1．2国内外研究现状1．2．1温度测量技术的研究测温仪器通常由温度传感器和信号处理器两部分组成。温度测量就是通过温度传感器将被测对象的温度值转换成电信号或其他形式的信号，然后传递给信号处理电路进行信号处理，并转换成温度值以便显示。随着生产的发展，新型温度传感器不断出现。温度传感器主要大体经过了三个发展阶段：1．模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感烟台大学毕业论文（设计）5器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等特点，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMPl7、LMl35等；2．模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器，典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器中还包含了A／D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统