TM4C123GH6PM的旋转热管温度遥测系统设计

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温度遥测遥控

青岛理工大学自动化工程学院创新实验室项目名称：温度遥测遥控申请人：刘志圣魏文健指导老师：李虹秦臻目录引言 (2)第一节系统方案设计流程 (3)第二节方案论证与设计 (3)2.1主控制模块的选择 (3)2.2温度测控模块的选择 (4)2.3显示设备的选择与论证 (4)2.4无线遥控模块的选择 (4)2.5升温、降温模块的选择 (5)2.6报警模块的选择 (5)第三节硬件电路的设计 (5)3.1单片机模块电路 (5)3.2液晶LCD12864单元模块电路设计 (6)3.3单片机声音报警模块电路设计 (6)3.4升温（降温）单元控制电路的设计 (6)第四节改进意见 (7)第五节心得体会 (7)附件 (8)引言在现实生活中，温度检测技术及其装置有着十分广泛的应用，而传统的温度检测方法，工作量大，可靠性差。

并且近年来管理逐步实现机械化、自动化与智能化，基于这一技术发展新动向，该设计采用无线数据传模块、MCS51系列单片机、SPCE061A16位凌阳单片机、单总线数字温度传感器DS18B20 构成温度遥测遥控系统。

其实用性极强，降低了布线成本、易于维护,减少了人为干预，提高了控制精度。

本控制系统电路以SPCE061A和STC89C5为主控芯片，用nrf905作为通信模块，以DS18B20实时采集温度，通过两个电机模拟升温和降温的过程，并可根据检测的温度与设定值相比较，自动加温和自然冷却，并能通过从机实现控制欲加热和欲降温的温度值，也可对加热装置设置上限、下限温度，当超出上下温度范围时，由LED和蜂鸣器报警，误差小于 0. 50C。

18B20所采集的数据分别在遥测点的12864中显示。

关键词：MCS-51系列单片机，DS18B20，微功率无线数传模块，SPCE061A第一节系统方案设计流程从机1从机2主机温度检测部分Nrf905无线部分Nrf905无线部分升温部分升温部分降温部分降温部分温度检测部分Nrf905无线部分键盘控制声光报警显示各个从机状况掉电存储（掉电前设置值存储）升温部分降温部分温度检测部分Nrf905无线部分Nrf905无线部分（从机）……从机N预设短信传送模块（通过手机短信将报警传送给工作人员）温度遥测遥控系统设计第二节方案论证与设计2.1主控制模块的选择方案1：采用凌阳公司生产的61板16位单片机，其特点是：它整合了多个常用的功能模块；耗电少，并且带有掉电写入flash 功能，能够进行掉电存储。

基于TM4C123GH6PM的数字示波器

３结语
图４软件流程
更新显示。采取在主函数中处理此类任务有利于系统的执行效率如图４所示。在ｕＤＭＡ中断中，ＣＰＵ首先对取得的数据进行条件判断是否满足上升沿条件。如果满足上升沿条件，则进行下一步的数据处理￣ＤＡＤＣ数值向显示缓冲区数值的转换。如果不满足上升沿条件，则舍弃当前采集到的一组数据，直接进行下一组数据的采集。模拟比较器中断主要是为了计算电信号的频率。首先取得定时器中所计的脉冲数Ｎ，然后根据ｆ＝Ｆ０／Ｎ计算得到
０引言
１．２数据处理
数字示波器是一种用途十分广泛的波形观察设备，它将１．２．１触发功能抽象的电信号规律转换为直观的波形图像，以便人们对各种由于ＡＤ采用是随机的，所以如果不进行相关处理直接把电信号进行分析研究。采用德州仪器最新的ＡＲＭＣｏｒｔｅｘＭ４系采集得到的数据进行输出显示，由于信号的相位问题，可能列处理￣ＴＭ４Ｃ１２３ＧＨ６ＰＭ，结合２．４英寸的ＴＦＴ彩色显示屏以及３会发生信号波形在显示屏幕的 “ 移动” 。为了能够让信号稳定个机械按键，完成了一个能够显示电信号波形以及峰峰值、直地显示在ＬＣＤ显示屏上，设计采用软件算法实现了上升沿触发流偏置以及频率并且带有上升沿触发功能的简易示波器。功能。当连续的两个采集得到数据，前一个小于Ｖ，后一个大
作者简介：韩光究方向：机械电子工程。
一
６３—
第６期２０１５年３月
Ｎｏ．６

热管传热性能检测系统及其检测评估方法

20071101
热管传热性能检测系统及其检测评估方法
摘要
计算机芯片的集成度倍增，使得芯片功率和散热量增加。利用液体工质的相变传热的热管散热器被广泛运用于 CPU 冷却。为了满足热管大批量生产环节的传热性能检验质量控制，结合热管的基本性质和实际工作特点，重新设计了热管传热性能检测系统，简称为 Qgo-nogo 检测系统，它主要包括热管工件、加热系统装置、冷却系统装置和测量系统四部分。
上海交通大学工程硕士学位论文

第一章绪论
芯吸收。并用径向雷诺数来判定蒸汽的径向流动的情况。当|Rer|<<1 时，蒸汽流动中粘滞力起支配作用，速度分布曲线接近于通常的 Poiseuille 抛物线。在|Rer|较大时，蒸发段和冷凝段的流动情况有所不同。对于热管内汽-液交界面压差与质量流之间的关系，在热管的蒸发段，为了维持工作液体连续的蒸发，必须使 Pse 大于 Pve；而在冷凝段为了维持工作液体连续的冷凝，必须使 Pvc 大于 Psc；Pse 是与蒸发段液体液体表面温度 Tse 对应的蒸汽压力；Pve 是蒸发段的蒸汽压力；Pvc 是冷凝段的蒸汽压力；Psc 是与冷凝段液体表面温度 Tsc 对应的蒸汽压力。在热管的具体条件下，不计辐射，热流密度由对流和传导两部分组成。热管工作时具有以下特征：
图 1 CPU 散热功率逐年变化情况 Fig1 Time-line of power dissipation for CPU
1
上海交通大学工程硕士学位论文
第一章绪论
为了适应 CPU 性能的不断提高而对 CPU 的冷却散热手段提出新的要求，CPU 的冷却方式发生了许多变化。从最初的自然对流散热到在 CPU 芯片上安装自然对流的散热器，到现在常规的使用风扇强迫冷却的散热器。常规的散热器的散热方式都是采用铝制、铜制散热片外加风扇，依靠的是单相流体的强迫对流换热方法，这些方法只能用于热流密度不大于 10W/cm2 的 CPU 散热，目前已经不能够满足 CPU 芯片稳定工作的需要，特别是随着内部散热空间的减小，已无法采用常规的散热方式，必须采用新的技术来运用于 CPU 冷却中。由于热管具有极高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向的可逆性、恒温环境的适应性等优良特点，可以满足 CPU 对散热装置紧凑、可靠、控制灵活、高散热效率、不需要维修等要求[2]。典型的热管散热器如图 2 所示。目前，热管技术已经广泛应用在电气设备散热、CPU 和电子器件冷却、半导体组件以及大规模集成电路板的散热方面。

一种用于热管的测试装置及具有其的测试系统

专利名称：一种用于热管的测试装置及具有其的测试系统专利类型：实用新型专利
发明人：王东燊,朱智远,邱家齐,张晶晶
申请号：CN202022306182.9
申请日：20201016
公开号：CN215640977U
公开日：
20220125
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供了一种用于热管的测试装置及具有其的测试系统，涉及热管性能测试领域。

用于热管的测试装置包括用于承载热管的测试基座、盖板及连接组件；测试基座上沿其高度方向设有多个贯通孔；盖板设于测试基座上，盖板底部设有用于测量热管的表面温度的测温件；每个连接组件分别穿过对应的贯通孔后与盖板紧固连接，连接组件包括紧固件和设于紧固件外围的弹性件。

当盖板在牵引力F作用下远离测试基座时，紧固件能够跟随盖板移动并压缩弹性件；当牵引力F消失时，盖板在所述弹性件的作用下缓慢地向测试基座靠近，直至盖板与测试基座压接。

本实用新型所提供的用于热管的测试装置具有结构简单、操作方便、通用性高的优点。

申请人：浙江吉利控股集团有限公司,浙江时空道宇科技有限公司
地址：310051 浙江省杭州市滨江区江陵路1760号
国籍：CN
代理机构：广州三环专利商标代理有限公司
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TM4C123GH6PM的旋转热管温度遥测系统设计

TM4C123GH6PM的旋转热管温度遥测系统设计
引言
传统的旋转热管温度采集系统一般采用电刷传递温度传感器信号，这种接触式信号传导方式不仅导致使用寿命短，而且不可避免地存在信号干扰，难以获得准确的温度值，已不能满足日益提高的工业要求。

目前，ARM 内核微控制器发展迅速，其处理器性能高、耗电少、成本低，具备16/32 位双指令集，可扩展性能强。

而在工业检测系统应用中，作为一种主要的测温元件，热电偶以其结构简单、制造容易、使用方便、测温范围宽、测温精度高等特点，广泛应用于工业测温领域中。

综上所述，本文将CortexM4 内核的低功耗ARM 芯片TM4C123GH6PM 和多个K 型热电偶结合，组成了温度采集结点，并通过无线串口通信模块实现了其与上位机的远程通信，从而有效避免了干扰信号，实现了对旋转热管的多点温度遥测功能。

1 系统构成及工作原理
旋转热管温度遥测系统结构框
ARM 核心模块即为TM4C123GH6PM 的最小系统，其通过片选模块依次选择需要工作的热电偶结点，热电偶测温模块对旋转热管完成温度采集工作后，通过SPI 总线将温度数字量传输给TM4C123GH6PM。

由于系统包含10 路热电偶测温模块，在其与ARM 核心模块之间添加了总线收发器74HC245 驱动模块，以提高端口的驱动能力。

在收到温度数据后，TM4C123 GH6PM 通过无线串口通信模块将温度值发送给远程计算机，运行于PC 机上的监测平台对温度进行实时显示，并进行数据存储与回放、电池电压监测与低压报警等功能。

同时，为了防止无线传输过程中数据出现丢包等情况，系统还具有板载Flash 的数据存储功能，在进行温度无线传输的同时，ARM 核心模块通过SPI 口将。

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ＷｉｒｅｌｅｓｓＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＲｏｔａｔｉｎｇＨｅａｔＰｉｐｅＢａｓｅｄｏｎＴＭ４Ｃ１２３ＧＨ６ＰＭ
ＬｉｕＹｕａｎ，ＴｉａｎＹａｎｙｕｎ，ＺｈａｎｇＴｉａｎｈｏｎｇ
现了对信号的显示、存储与回放等功能。实验结果表明，该系统有效避免了信号干扰，成本低，易于操作且可扩展性强，
具有较高的工程应用价值。
关键词：ＴＭ４Ｃ１２３ＧＨ６ＰＭ；热电偶；ＭＡＸ６６７５；无线串口通信；ＬａｂＶＩＥＷ中图分类号：ＴＭ３３１文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｉｇｎａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｅｘｉｓｔｅｄｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｒｏｔａｔｉｎｇｈｅａｔｓｙｓｔｅｍ，ａｒｅａｌ — ｔｉｍｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅ —
目前，ＡＲＭ内核微控制器发展迅速，其处理器性能
１系统构成及工作原理
ｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｔａｋｅｓｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ，ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｍｂｅｄｄｅｄＡＲＭｃｈｉｐＴＭ４Ｃ１２３ＧＨ６ＰＭａｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｃｏｒｅａｎｄｉｎｃｌｕｄｅｓｍｕｌｔｉｐｌｅＫ—
ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓａｎｄａｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｒｉａｌｐｏｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ．ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＬａｂＶＩＥＷｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｃｈｉｅｖｅｓｔｈｅｄｉｓ — ｐｌａｙ，ｓｔｏｒａｇｅａｎｄｐｌａｙｂａｃｋ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｖｏｉｄｓｔｈｅｓｉｇｎａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｃｏｓｔｉｓｌｏｗ，ａｎｄｉｔｉｓｅａｓｙｔＯｏｐｅｒａｔｅａｎｄｃａｎｂｅｅｘｐａｎｄｅｄ．Ｉｔｈａｓｇｏｏｄｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＭ４Ｃ１２３ＧＨ６ＰＭ；ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ；ＭＡＸ６６７５；ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｒｉａ１ｐｏｒｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ＬａｂＶＩＥＷ
新器件新技术
ＴＭ４Ｃ１２３ＧＨ６ＰＭ的旋转
刘渊。田彦云，张天宏
度遥测系统设计＊
（南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室，南：针对传统旋转热管温度测量系统存在信号干扰的问题，以低功耗、高性能的ＡＲＭ芯片ＴＭ４Ｃ１２３ＧＨ６ＰＭ为硬件核心，结合多路Ｋ型热电偶测温节点及无线串口通信模块设计了实时温度遥测系统。基于ＬａｂＶＩＥＷ开发监测界面，实
引言
传统的旋转热管温度采集系统一般采用电刷传递温度传感器信号，这种接触式信号传导方式不仅导致使用寿命短，而且不可避免地存在信号干扰，难以获得准确的温度值，已不能满足日益提高的工业要求。
（ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，ＮａＮｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）