廣播電視發射機機箱內部溫度監控系統研究

張曙光(黑龍江省新聞出版廣電局803臺 黑龍江 150300)

該系統可以實時顯示機箱內主要部件的溫度，并根據事先設置溫度上下限警戒值報警。而且能夠對檢測到的溫度數據進行修正，提高測量的精度。同時，可將測得的溫度數據通過遠程通訊實時傳輸到值班員操作臺的PC機上，繪制出溫度變化的曲線。這種設計有利于及時發現和解決問題，并可以開發出一種簡潔易懂、形象直觀、具有人性化的監測界面。20001 個脈沖) 故設計者可以采用從正向積分開始計數脈沖個數，到反向積分為零時停止計數，將計數的脈沖個數減10000，既得到對應的模擬量。

1． 3 單片機89C51。89C51 是一種帶4K 字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100 次。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS － 51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8 位CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51 是一種高效微控制器，89C2051 是它的一種精簡版本。89C 系列單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。1．

4 多路模擬開關。CD4051 是單8 通道數字控制模擬電子開關，有A、B 和C 三個二進制控制輸入端以及INH 共4 個輸入，具有低導通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4． 5 ～ 20V 的數字信號可控制峰值至20V的模擬信號。例如，若VDD = + 5V，VSS = 0，VEE = － 13． 5V，則0 ～ 5V的數字信號可控制－ 13． 5 ～ 4． 5V 的模擬信號。這些開關電路在整個VDD － VSS 和VDD － VEE 電源范圍內具有極低的靜態功耗，與控制信號的邏輯狀態無關。當INH 輸入端=“1”時，所有的通道截止。只有當INH = 0 時，三位二進制信號才可以選通8 通道中的一個通道，連接該輸入端至輸出。其中VEE 可以接負電壓，也可以接地。當輸入電壓有負值時，VEE 必須接負電壓，其他時候可以接地。·14·

1 監測系統的構成及主要元器件介紹

基于單片機的數據采集系統一般由以下基本模塊組成:信號采集模塊、A/D轉換及數據處理模塊、單片機、顯示模塊、控制模塊。下面將對檢測系統中使用的部分元器件進行簡單的介紹。

1．1 信號采集模塊。信號采集模塊用來采集原始的模擬數據，通常都用傳感器作為該部分的核心部件。PT100是一種集成溫度傳感器，它的阻值會隨著溫度的變化而改變。PT100即表示它在0℃時阻值為100歐姆，在100℃時它的阻值約為138．5歐姆。且成本低廉，使用方便，不需要輔助電路的支持，具有較強的抗干擾能力。

1．2 A/D轉換及數據處理模塊。ICL7135具有精度高(相當于14位A/D轉換)，價格低的優點，其轉換速度與時鐘頻率相關，每個轉換周期均有;自校準(調零)，正向積分(被測模擬電壓積分)，反向積分(基準電壓積分)和過零檢測四個階段組成，其中自校準時間為10001個脈沖，正向積分時間為10000個脈沖，反向積分直至電壓到零為止(最大不超過

1．5時鐘芯片。DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據，DS1302內部有一個31×8的用于臨時性存放數據的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。

2 監測系統的硬件電路連接及工作原理說明

在廣播發射機內部將16路溫度傳感器分別置于檢測部位，各點溫度由PT100溫度傳感器檢測后，并經屏蔽線傳到多路模擬開關。2個CD405l模擬開關對應控制16路采樣過來的每一個溫度信號，經模擬開關切換后，經放大器放大，再由A/D轉換器轉換成數字信號。單片機讀取轉換后的數字信號進行必要的處理。將結果記錄保存到內存RAM中，在進行數據處理的同時將當前的溫度結果直接通過串口傳送至上位機。可以直接在上位機端觀察到被測點的溫度及其的變化曲線，并根據曲線作進一步的分析和處理。

3 該溫度監測系統實現的功能預測

本系統要達到的目標就是:反應速度盡可能快，超調量盡可能小，穩態誤差趨近于0。本系統能夠實現的基本功能如下:

(1)主要性能指標:測溫范圍:0℃一80℃;分辨率:0．05℃;檢測誤差:±0．1℃。

(2)溫度的實時采集顯示，同時記錄采樣溫度與出現該溫度的時間;

(3)通過通信手段使它與PC機相連，把所采集到的數據傳送到PC機上進行數據處理實現上位機通信，并在上位機上顯示溫度的變化曲線;

4)對溫度的變化能夠做出及時的處理，到達溫度報警門限及時報警。

結語:本文經過綜合分析、論證了該溫度監控系統的科學行和合理性，為保證廣播電視安全穩定運行提供了可靠的監測手段。