專(zhuān)利名稱(chēng)：一種溫度采集與記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)境溫度采集與記錄裝置，尤其是涉及一種在汽車(chē)環(huán)境下使用的 可同時(shí)采集和記錄多路環(huán)境溫度的裝置。
技術(shù)背景目前，溫度采集裝置，特別是在汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中道路測(cè)試所使用的溫度 采集與記錄裝置，沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸入輸出接口，不能方便地為該系統(tǒng)升級(jí)軟件和將采集 到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和記錄都比較困難，整個(gè)系統(tǒng)還有體積不夠小 巧、質(zhì)量偏重、費(fèi)用偏高等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有RS-232接口的溫度采集與記錄裝置，解決現(xiàn) 有的溫度采集與記錄裝置沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸入輸出接口，不能方便地為該系統(tǒng)升級(jí)軟件和 將采集到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和記錄都比較困難等問(wèn)題。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種溫度采集與記錄裝置，包 括電源單元、溫度采集單元、微處理器單元和顯示記錄單元，所述的電源單元與所述的微處 理器單元的電源端連接，溫度采集單元和顯示記錄單元分別與微處理器單元連接；另外，還 包括通信接口單元，所述的通信接口單元與所述的微處理器單元連接，包括RS-232和TTL/ CMOS電平轉(zhuǎn)換電路。本實(shí)用新型的有益效果由于在現(xiàn)有的溫度采集與記錄裝置中增加了 RS-232和 TTL/CM0S電平轉(zhuǎn)換電路的通信接口單元，使本實(shí)用新型的溫度采集與記錄裝置能方便地通 過(guò)本通信接口電路與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，將采集的數(shù)據(jù)輸出到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 進(jìn)行顯示和記錄非常方便，另外也可以接收計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)本接口對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行診斷和升 級(jí)。完全克服了現(xiàn)有的溫度采集與記錄裝置的缺點(diǎn)。以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為溫度采集與記錄裝置結(jié)構(gòu)框圖。圖2為溫度采集與記錄裝置中通信接口單元電路原理圖。圖3為溫度采集與記錄裝置中電源單元電路原理圖。圖4為溫度采集與記錄裝置中溫度采集電路單元電路原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，如圖1所示，一種九通道溫度采集與記錄裝置，包括電源單元、溫度采集 單元、微處理器單元、顯示記錄單元和通信接口單元，電源單元與微處理器單元的電源端連 接，為微處理器單元提供穩(wěn)定的+5V電源。本實(shí)施例中微處理器單元包括微處理器其型號(hào)為STC12C5410AD。溫度采集單元和顯示記錄單元分別與微處理器單元連接；微處理器單元通過(guò)接收溫度采集單元的信號(hào)，如果是數(shù)字信號(hào)，直接通過(guò)運(yùn)算輸出到顯示記錄單元進(jìn)行 顯示和記錄，如果是模擬信號(hào)，則進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后，輸出到顯示記錄單元進(jìn)行顯示記錄。通信 接口單元與微處理器單元連接，本實(shí)施例中通信接口單元為RS-232和TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換 電路。單元包括作為RS-232線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)接收器的MAX232芯片以及外圍電容，如圖2所示。本實(shí)施例采用的MAX232芯片是美信公司專(zhuān)門(mén)為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接 口電路，使用+5v單電源供電。內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和C3、C4、C5和C6等4只電容構(gòu)成。 功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。本 實(shí)施例只使用了第一個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13 腳(RlIN)、12 腳(RlOUT)Ul 腳(TlIN)、14 腳(TlOUT)為第一數(shù)據(jù)通道。8腳(R2IN)、9腳(R20UT)、10腳(T2IN)、7腳(T20UT)為第二數(shù)據(jù)通道。本實(shí)施例 中該4個(gè)引腳空置。TTL/CM0S數(shù)據(jù)從11腳輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從14腳送到電腦DB9插頭；DB9插 頭的RS-232數(shù)據(jù)從13腳輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CM0S數(shù)據(jù)后從12腳輸出。第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC(+5v)。本實(shí)施例中通信接口單元電路中的電平轉(zhuǎn)換芯片Ul在電容器C3-C6的幫助下，實(shí) 現(xiàn)RS232電平到TTL/CM0S電平的轉(zhuǎn)換。微處理器U4在得到上位機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī)PC)端 通過(guò)自身的串口下達(dá)的命令后，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)此串口，以1200bps的波特率，傳送至 PC,PC上運(yùn)行的軟件從此串口獲得多路溫度數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換，分別顯示在所述PC的屏幕上，并 在后臺(tái)記錄成EXCEL工作簿的形式，同時(shí)自動(dòng)打上采集日期和時(shí)間作為存檔。用一臺(tái)PC機(jī) 進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)，使用數(shù)據(jù)將會(huì)非常方便，可以設(shè)計(jì)許許多多非常個(gè)性化的顯示界面。另外 在該系統(tǒng)在第一次制作或生產(chǎn)時(shí)，運(yùn)行在微處理器內(nèi)部的程序，可以通過(guò)PC的串口，在所 述的電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的作用下，通過(guò)U4廠家提供的ISP程序，編程(下載)到所述的微處 理器中。本實(shí)施例中，Windows應(yīng)用程序是運(yùn)行在PC機(jī)上同采集系統(tǒng)進(jìn)行通信的32位程 序，該軟件采用Visual Basic語(yǔ)言編寫(xiě)而成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)圖形化顯示與后臺(tái)記錄。本實(shí)施例中，電源單元主要是為了將6-24V的電源穩(wěn)定的控制在5V，以便直接利 用整車(chē)蓄電池提供的電能長(zhǎng)時(shí)間的工作，同時(shí)，穩(wěn)定的5V輸出，保證微處理器單元與其它 用電單元處在最佳工作狀態(tài)。其主體是U2單元芯片78L05。由前面描述可知，本實(shí)施例中， 電源單元的供電電源為蓄電池，包括三端穩(wěn)壓集成電路芯片，三端穩(wěn)壓集成電路芯片型號(hào) 為78L05。這里78L05的第一引腳接所述的蓄電池正極，第三引腳接地，第二引腳輸出+5V穩(wěn) 定電源，如圖3所示當(dāng)蓄電池的電源輸出端通過(guò)Dl的防反接和在78L05的穩(wěn)壓輸出作用 下，經(jīng)El濾波和開(kāi)關(guān)S9導(dǎo)通，給整個(gè)系統(tǒng)供電，同時(shí)，在R16限流電阻的作用下，LED D3發(fā) 光指示電路開(kāi)始供電。當(dāng)供電提供給微處理器STC12C5410AD之后，其附屬的復(fù)位電路的充 電作用下，在STC12C5410AD的RST腳產(chǎn)生一個(gè)大于4uS的高電平，微處理器STC12C5410AD 成功復(fù)位后正式開(kāi)始工作。若按下復(fù)位開(kāi)關(guān)S8，也能產(chǎn)生一次成功的復(fù)位，同時(shí)，脈沖產(chǎn)生 電路為微處理器STC12C5410AD提供穩(wěn)定的時(shí)鐘脈沖。[0022]本實(shí)施例中溫度采集單元包括固定偏值單元和集成溫度傳感單元；本實(shí)施例的 固定偏值單元采用分壓電并選用了 STC12C5410AD芯片，集成A/D轉(zhuǎn)換，降低系統(tǒng)成本；也可 以采用集成數(shù)字溫度傳感器作為溫度采集單元，該集成數(shù)字溫度傳感器具有自校準(zhǔn)功能， 內(nèi)部自帶振蕩器、計(jì)數(shù)器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器，同時(shí)可作為校準(zhǔn)基準(zhǔn)，是一種智能的數(shù)字溫度采 集單元，但全部采用集成數(shù)字溫度傳感器將會(huì)使成本較高，為些，本實(shí)施例采用固定偏值單 元和集成溫度傳感器相結(jié)合。固定偏值單元包括一組定值電阻和熱敏電阻，這里有一組8個(gè)定值電阻和8個(gè)熱 敏電阻，每個(gè)定值電阻的一端與電源單元輸出的+5V穩(wěn)定的電源相連，另一端通過(guò)熱敏電 阻接地，本實(shí)施例中采用負(fù)溫度系統(tǒng)熱敏電阻(NTC)。在定值電阻和NTC間設(shè)置一信號(hào)引線(xiàn) 接所述的微處理器單元中微處理器的8個(gè)A/D單元輸入端相連；本實(shí)施例中，我們選用的定 值電阻與熱敏電阻在常溫時(shí)阻值基本相同。當(dāng)在常溫時(shí)，輸出2. 5V。如圖4所示，本實(shí)施例 中，固定偏置電路的電阻R21-R28與NTC電阻RT0-RT7構(gòu)成了 8個(gè)分壓電路，經(jīng)過(guò)分壓后的 電壓信號(hào)交由微處理器STC12C5410AD芯片的Pl. 0-P1. 7腳進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，從而換算出熱敏 電阻處的溫度值。微處理器STC12C5410AD集成了 A/D轉(zhuǎn)換功能，選用該芯片，降低了該系 統(tǒng)的成本。本實(shí)施例中，溫度采集系統(tǒng)還包括一個(gè)集成溫度傳感單元包括數(shù)字溫度傳感 器，其型號(hào)為DS18B20，該數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字輸出端與微處理器單元中微處理器 STC12C5410AD芯片的第17腳連接。本處的集成式溫度傳感器DS18B20具有自校準(zhǔn)功能，該 芯片內(nèi)部自帶振蕩器、計(jì)數(shù)器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和電平處理電路，標(biāo)稱(chēng)精度為0.5°C，分辨率 為0. 06°C，通過(guò)引腳DQ —線(xiàn)協(xié)議與微處理器進(jìn)行通信，而且傳輸純數(shù)字信號(hào)，抗干擾能力 相當(dāng)強(qiáng)。在大多數(shù)情況下，該集成溫度傳感器免于校準(zhǔn)或標(biāo)定。本實(shí)施例中，顯示單元由四個(gè)T0-92B封裝的S8550三極管及限流電阻組成，與微 處理器單元構(gòu)成了業(yè)內(nèi)常用的動(dòng)態(tài)掃描顯示電路。本實(shí)施例的八路NTC熱敏電阻采集到的溫度信號(hào)與集成數(shù)字溫度傳感器的信號(hào) 是彼此獨(dú)立的，可同時(shí)進(jìn)行的，所以是九路溫度采集，稱(chēng)為九通道溫度采集與記錄裝置。
權(quán)利要求一種溫度采集與記錄裝置，包括電源單元、溫度采集單元、微處理器單元和顯示記錄單元，所述的電源單元與所述的微處理器單元的電源端連接，溫度采集單元和顯示記錄單元分別與微處理器單元連接；其特征在于，還包括通信接口單元，所述的通信接口單元與所述的微處理器單元連接，包括RS-232和TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度采集與記錄裝置，其特征在于所述的微處理器單元包 括微處理器，微處理器型號(hào)為STC12C5410AD。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度采集與記錄裝置，其特征在于所述的通信接口單元包 括作為RS-232線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)接收器的MAX232芯片以及外圍電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度采集與記錄裝置，其特征在于所述的電源單元的供電 電源為蓄電池，包括三端穩(wěn)壓集成電路芯片，所述的三端穩(wěn)壓集成電路芯片型號(hào)為78L05， 所述的三端穩(wěn)壓集成電路芯片的第一引腳接所述的蓄電池正極，第三引腳接地，第二引腳 輸出+5V穩(wěn)定電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度采集與記錄裝置，其特征在于所述的溫度采集單元包 括固定偏值單元和集成溫度傳感單元；所述的固定偏值單元包括一組定值電阻和熱敏電阻，所述的定值電阻一端與所述的電 源單元輸出相連，一端接所述的熱敏電阻，熱敏電阻的另一端接地，在所 述的定值電阻和熱 敏電阻間設(shè)置一信號(hào)引線(xiàn)接所述的微處理器單元；所述的集成溫度傳感單元包括數(shù)字溫度傳感器，數(shù)字溫度傳感器的型號(hào)為DS18B20，該 數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字輸出端與微處理器單元連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度采集與記錄裝置，其特征在于所述的定值電阻與所述 的熱敏電阻在常溫時(shí)阻值相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的溫度采集與記錄裝置，其特征在于所述的定值電阻和 熱敏電阻為8對(duì)，8個(gè)輸出信號(hào)分別與微處理器單元的8個(gè)A/D單元輸入端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫度采集與記錄裝置，其特征在于所述的顯示記錄單元中 包括四個(gè)T0-92B封裝的S8550三極管。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種溫度采集與記錄裝置，包括電源單元、溫度采集單元、微處理器單元和顯示記錄單元，電源單元與微處理器單元的電源端連接，溫度采集單元和顯示記錄單元分別與微處理器單元連接；還包括通信接口單元與微處理器單元連接，通信接口單元為RS-232和TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路。由于在現(xiàn)有的溫度采集與記錄裝置中增加了RS-232和TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換電路的通信接口單元，使本實(shí)用新型的溫度采集與記錄裝置能方便地通過(guò)本通信接口電路與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，將采集的數(shù)據(jù)輸出到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行顯示和記錄非常方便，另外也可以接收計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)本接口對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行診斷和升級(jí)。
文檔編號(hào)G01K7/00GK201575866SQ200920205228

公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者劉志勇, 崔亞, 范名江 申請(qǐng)人:奇瑞汽車(chē)股份有限公司