2 、硬件部分设计

本系统主要采用高性能AVR单片机,GTJ4-10A固态继电器,DS18B20温度传感器,报警输出电路。主要系统电路图略。

2.1 ATmega16单片机简介

ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间,ATmega16的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz,从而可以减缓系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATmega16AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与运算逻单元(ALU)相连接,使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率,并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率。因此可以很好进行数据传送以及对继电器的控制和温度的采集。

2.2 温度采集模块

DS18B20采用Dallas独有的单总线协议,温度转换结果可选择为9-12位,最大转换时间在转换结果为12位时为750 ms,可通过读取DS18B 20的状态值判断其是否转换完毕。其测温范围为-55~+125℃,精度在范围内为±0.5℃。

2.3 固态继电器的控制

继电器模块单元通过单片机的IO口控制,让单片机的计算器计数,当环境温度的需要加热时,我们通过IO让继电器工作,达到某一数值时,再给继电器IO口低电平,从而通过单片机和利用继电器实现弱点控制交流电的作用,这里主要是利用了单片机PWM实现控制,从而就实现温度值大小的控制。具体电路图如图2所示。

采用AVR单片机和GTJ4-10A固态继电器实现实时测量监控系统的设计

2.4 报警输出电路

报警输出电路通过单片机的PA6口控制8550三极管,从而控制蜂鸣器。当温度值达到某一值时,蜂鸣器报警。这时通知单片机停止加热,再经过固态继电器控制加热设备,实现温度维持在一恒定的温度值附近。如果温度值低于某一数值时,单片机通知加热设备加热,这个原理是采用采集温度值控制的,从而达到用户的要求。