用MAXQ3212微控制设计数字温度监控器

文章摘要：摘要：该应用笔记介绍了一款基于MAXQ3212微控制器的温度监控器，这个简单系统将检测到的环境温度与系统预先设定的门限进行比较，并控制继电器输出比较结果。系统同时也包括一个1-Wire数字温度计和由8位LED显示驱动器驱动的4位、7段LED显示器。利用微控制和高度集成的显示驱动器，可有效降低外部元件的数量。 引言很多应用场合需要调节、控制温度，例如，当环境温度过低时，利用一个灯泡即可提升一个封闭的小空间的温度或烘干未干的油漆等类似物品。多数情况下，利用温度检测、电源开关和加热源即可构成一个闭环温控系统。本应用笔记说明了如何使用MAXQ微控制器设计这样的控制系统或温度监控器。考虑到MAXQ321

用MAXQ3212微控制设计数字温度监控器,标签：计算机控制技术,工厂电气控制技术,http://www.88dzw.com
摘要：该应用笔记介绍了一款基于MAXQ3212微控制器的温度监控器，这个简单系统将检测到的环境温度与系统预先设定的门限进行比较，并控制继电器输出比较结果。系统同时也包括一个1-Wire数字温度计和由8位LED显示驱动器驱动的4位、7段LED显示器。利用微控制和高度集成的显示驱动器，可有效降低外部元件的数量。

引言

很多应用场合需要调节、控制温度，例如，当环境温度过低时，利用一个灯泡即可提升一个封闭的小空间的温度或烘干未干的油漆等类似物品。多数情况下，利用温度检测、电源开关和加热源即可构成一个闭环温控系统。

本应用笔记说明了如何使用MAXQ微控制器设计这样的控制系统或温度监控器。考虑到MAXQ3212所具备的功能及其设计简单、价格低廉和随处可得的低价位开发环境，MAXQ3210评估板(MAXQ3210-KIT)，我们选择这款器件作为系统控制器。本文例程所使用的开发环境是MAX-IDE 1.0版和MAXQ3210仿真开发板A版。

系统设计详细说明

概述

这个数字温度监控系统的实施非常简单，图1是系统的电路图。DS18B20 1-Wire®数字温度传感器用来检测环境温度，系统把这个温度与用户设置的温度门限进行比较，如果温度低于用户设置的门限，继电器将产生控制信号。通常情况下系统通过4位LED显示器指示环境温度，当用户设置温度时，LED用来显示用户的设置值。

MAXQ3212用作系统控制器，将两个按键开关连接到处理器配置为输入端口的引脚，实现用户接口功能(设置上、下调节)。另外一个微处理器端口用作信号输出，控制继电器动作。

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图1. 系统电路图

利用一个4位、7段LED显示器作为系统显示，确保其在各种照明环境下提供有效显示，不需要额外的系统背光。

为简化处理器与显示器之间的接口设计，提供必要的驱动电流和多路复用开关，本系统选用了Maxim的8位LED显示驱动器ICM7218AIPI。该器件包含了所有与微控制器、共阳极LED显示器直接连接的电路。LED驱动器可以最多驱动8位数字，但本系统只使用了4位显示器。无需使用外部限流电阻即可驱动7段显示器的每一段。

系统输出控制标准电机继电器，把交流电切换到任意负载，可以按照负载的供电要求进行设置。系统采用了一个可以切换8A电流、线圈电压恰好是5V系统供电电压的继电器。当然，该继电器可以工作在任何不超过最终驱动FET (BS170)额定电压或电流的条件下。

考虑到这个系统实施的可行性，不需要进行精确地系统仿真或优化系统的闭环性能。实际温度与所要求温度门限的简单比较是唯一的输出切换规则。为了达到实际系统的要求，可以修改软件子程序Relay_Switch。

用简单的DS18B20-PAR测量环境温度,在-10°C至+85°C温度范围内可以提供±0.5°C的测试精度。本系统中，所要求的工作温度范围为+12°C至+38°C (+55°F至+100°F)。芯片的温度测试分辨率是9至12位，可由用户选择，关于分辨率的选择可参考下述内容。其它应用中，每个DS18B20所包含的唯一的64位ID可以支持1-Wire网络中挂接多个DS18B20。

1-Wire接口

Maxim的1-Wire总线采用独特的串行通信接口，只需要一条信号线和地线进行通信。这种接口通过微控制器的一个引脚即可实现与1-Wire器件的通信。接口还具有供电功能，称为寄生电源，利用1-Wire信号线能够在没有1-Wire器件本地供电的情况下进行工作。该系统设计中，接口设计并不重要，关键在于远端温度的测量。

虽然系统中只用到了一个1-Wire器件，但是，1-Wire总线设计工作在一个主机和多个从机，即多点工作，本应用中选用了一片DS18B20进行温度测量，Maxim还可提供多款具有类似功能的器件。例如，需要检测多个位置的温度时，可以使用DS28EA00，它可以简化1-Wire器件在1-Wire网络中的物理位置识别。

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