基于DSP的数字化温湿度智能控制器设计

基于DSP的数字化温湿度智能控制器设计

基于DSP的数字化温湿度智能控制器设计

北京航空航天大学电工电子中心（100083）黄德胜 吴星明 刘敏

摘要：本文设计了一种基于DSP56311的温湿度智能控制器。该控制器利用热敏振荡器将温度的微小变化转变为频率信号的变化，实现了温湿度检测和控制的数字化、高精度、智能化。 关键词：温湿度检测 智能控制器 热敏振荡器

Based on DSP, design a digital Intelligent-Controller to control the temperature and humidity

ABSTRACT：Based on DSP56311,the paper proposes a intelligent controller design for the temperature and humidity . Using thermosensitive oscillator and fuzzy algorithm, the controller implement temperature and humidity control digital, high accuracy, intelligent. Facilitate Operation. KEY WORDS：Temperature and Humidity Intelligent-Controller Thermosensitive-Oscillator

中图分类号:TP273+.4 文献标识码:Ｂ

0、引言

随着现代工业生产的发展，对各种电子元器件及整机的可靠性和环境适应性的要求越来越高，为确保电子元器件及整机在各种生产过程中都能抵御气候环境的影响而可靠地运行，必须对其进行某些特定的气候环境实验，环境试验箱就是适应这一需求而产生的。环境实验箱的主要控制参数为温度和湿度。因此温、湿度的精度对检测产品质量的可靠度有很大的影响。为此，本文采用了一种高精度的温湿度检测方法。

1、控制器的设计

1.1 控制器结构设计

控制器的结构框图如图1所示。温湿度的控制要求或控制程序可以通过触摸屏界面输入到DSP系统的存储器中。DSP在接收到的控制运行信号后，根据指定的控制要求或程序，通过控制加热器、压缩机和加湿器对温度和湿度进行控制。其中温度、湿度检测采用把被测量转换成脉冲频率的电路，加热器、加湿器调节都采用PWM方式，整个系统实现了全数字化。 1.2 处理器的选择与配置

为实现环境实验箱的全数字智能化控制，必须有处理器的参与。由于智能控制需要完成温湿度的检测、控制和显示，以及其它设备运行情况的监控与状态显示等功能，所以对微处理器提出了很高的要求， MOTOROLA公司的24位数字信号处理器DSP56311具有：高速并行指令系统、主频150MHz、128K字片内RAM、4M×24-bit数据/程序寻址空间、56位的ALU和

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56位乘法器－累加器、用于外部慢速存储器及外围设备的等待状态等等特点，足以满足系统要求，并且它的扩展存储器较大对于需要较大的存储器空间的LCD显示系统比较适合，还可以进行系统外设接口以及相应的控制信号的设计，因此本系统选用DSP56311作为处理器。 为了存储复杂的LCD显示画面数据和试验程序数据，故而DSP扩展1M字节的可烧写FLASH，采用两片AMD公司的AM29F040B。DSP的PB8-PB15口作为接收执行设备状态信息的I/O口。PB0复位LCD

基于DSP的数字化温湿度智能控制器设计

NE556的输出通过光耦合器件TLP521－4接在处理器的计数器上，这样提高了数字电路的抗干扰性能，从而增加了测出温度的可靠度。

DSP56311的计数器0工作在模式5（测量输入信号频率）。在此工作模式下：用内部时钟作为计数器的时钟。INV位设为1时，测量输入信号的两个相邻的上升沿的间隔时间；反之，测量输入信号的两个下降沿的间隔时间。当TIO输入信号第一个相应的沿出现时，计数器中装载寄存器TLR的值，然后开始计数，在下一个相应的沿出现时，寄存器TCSR[TCF]置位，如果寄存器TCSR[TCIE]为1，同时产生一个比较中断；计数器中值存入寄存器TCR中。设置TCSR的[TRM]位和TE位使计数器清零，允许计数。 1.4 触摸屏接口电路设计

触摸屏控制器通过串口传回触摸的位置信息。为了减少处理程序代码量和处理器的处理时间，方便读取位置信息，采用了一个串－并转换芯片GM16C550，该芯片将串口数据先转换为字节数据，然后通过IT0向DSP发送中断请求，通知处理器读取触摸屏的触摸信息。电路连接示意图见图3。

液晶显示屏LCD通过一般的并行数据线与处理器通信。用一个ADP05C24A为液晶显示屏提供负压。通过数字信号改变ADP05C24A接入电阻，从而改变ADP05C24A输出电压，实现LCD的多级灰度比显示。

2、结束语

本文对数字化温湿度智能控制器的硬件和软件进行了设计。将微机控制技术、控制技术和信号采集技术结合起来设计了温湿度智能控制器。给出了总体设计方案。该控制器使得温湿度数字化，并提高了控制的智能化水平和精度，这无疑为环境实验箱内工件质量检测的可靠性提供了有力保证。实验箱的使用更方便，使用范围也更广，并且减少了维护工作量。

3、参考文献

1） DSP56311 User’s Manual，DSP56311UM/D,1999

2） 曾振化，通用模糊控制器的数字仿真，计算机仿真，1997，14(3)：10～15 3） 李维、郭强， 液晶显示应用技术，电子工业出版社

4） 张辉、陈粤初、李丕垠等，Motorola单片机应用技术，北京航空航天大学出版社

基于DSP的数字化温湿度智能控制器设计

本人的简介：

黄德胜，男，1976.12.18，湖南省永顺县，硕士，就读于北京航空航天大学电工电子中心，研究方向：检测技术与自动化

通信地址：北京航空航天大学1－34信箱 邮编：100083 E_Mail : sniper_hds@ 电话：010－82316363