DSP课程设计--家庭远程测控系统设计

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1、1 家庭远程测控系统设计家庭远程测控系统设计 0 开发目的开发目的 (1) 学习温湿度传感器、直流有刷电机、RS485 通信应用、WIFI 模块的通信 实现； (2) 学习多模块协调工作的编程思想； (3) 熟悉掌握 TMS320F28027 硬件电路及工作原理。 1 背景和意义背景和意义 随着 Internet 技术的发展，家用电器、计算机和通讯一体化技术也逐步走 进普通家庭。现代智能家居由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特点，将 成为现代社会和家庭的新时尚。 当家庭智能网关将家庭中各种各样的家电通过家 庭总线技术连接在一起时， 就构成了功能强大、 高度智能化的现代智能家居系统。 当下智

2、能家居行业刚刚起步，建设成本高，发展不完善。因此本文提出了使用低 成本器件和多源控制技术来实现家庭的远程监控。基于容易实现，方便操作，贴 近使用的设计理念，以 DSPF28027 单片机为控制核心，采用包括上位机、手机应 用程序、Web 界面等在内的多个控制源，进行远距离、多角度的家庭实时控制。 TMS320F28027 是 TI 公司推出的一款 32 位定点型 DSP，可应用于一些高分辨 率、高效率的场合。它内部嵌入了 2kB OTP ROM、256kB FLASH 和 100kB RAM， 使用简单方便，成本平易，性价比高。TMS320F28027 采用 3.3V 单电源供电，内 部集成

3、1.8V 的 LDO 内核供电，模拟集成度高，性能稳定；采用上电复位电路外 接阻容即可工作；内部集成 1%精度的振荡器，不需外接晶振，节省成本；工作 主频达 60MHz；同时还具有强大算术处理能力和丰富的外设支持功能。 2 系统结构系统结构 本设计以 DSPF28027 芯片为控制核心， 以温度、 湿度等传感器为环境信息采 集源，以 Web 控制为辅助，共同组成家庭远程测控系统。在原有的机械式按键 开关的基础上， 采用 PC 上位机、 Web 网页和手机 APP， 来控制家庭开关设备 （如 风机，加湿器，空调，电灯等），实现了远距离，多角度对家庭进行实时控制。 传感器包括温湿度传感器等，采用多

4、种传感器相结合，智能根据各传感器采集的 数值进行自动化控制，例如，根据家庭温、湿度设定值自动开启和关闭空调。 2 图 1 系统结构框图 3 系统硬件设计系统硬件设计 3.1 LED 电路电路 LED 驱动电路原理图如图 2 所示，驱动模块为 DRV8833，采用 PWM 调节方式 来驱动 LED 使得驱动电路更简单，降低了制造成本，并可以获得较精确的亮度步 进调节。 图 2 LED 电路结构框图 3.2 直流有刷电机电路设计直流有刷电机电路设计 3.2.1 Motor3.2.1 Motor 模块模块 本模块主要有电机驱动芯片 DRV8833 组成，借助正确的 PCB 组成，借助正确 3 的组成

5、，借助正确的 PCB 设计，DRV8833 的每个 H 桥能够连续提供高达 1.5 -A RMS（或 DC ） 的驱动电流（在 25 和 采用一个 5V VM 电源时）。每个 H 桥 可支持高达 2A 的峰值电流。 器件具有两个 H 桥驱动器， 并能够驱动两个直流(DC) 电刷电机、一个双极性步进电机、螺线管或其他电感性负载。 图 3 DRV8833 应用电路 3.2.2 PWM3.2.2 PWM 模块模块 28027ePWM 模块有 8 路 PWM 输出，4 路 HRPWM。每个增强型 PWM 模块主要有 一下特点： 16 位的用来控制周期和频率时基计数器 两路 PWM 输出 (EPWMxA

6、 and EPWMxB) 可编程的相位控制 基于 CBC 的硬件锁相 独立的上升沿下降延时死区 可编程的触发区 4 图 4 电机驱动结构框图 3.3 485 模块模块 总线通讯应用实验，在实现 485 物理通讯的条件下，应用 MODBUS 协议部分 功能进行通讯。 图 5 RS485 芯片接线图 本程序在 RS485 总线的物理通讯的基础上实现简单的 MODBUS 协议。对主 机发来的数据进行分析解读，并实现对应功能。通过对 SCI 的初始化，并通过 5 MODBUS 部分功能的通信协议来进行讯，实现读写数据功能。 3.4 温湿度模块温湿度模块 DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传 感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高 的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个 NTC 测 温元件，并与一个高性能 8 位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快 响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个 DHT11 传感器都在极为精确的 湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在 OTP 内