基于Cortex—M3智能无线温度测量系统设计

／目的 号 码 ／
／ 送 ｔｓ ／ 发 ｅｔ
序 中使 用 的 延 时 都 为 ｓ ， 较 严 格 的 时 序 要 求 ， Ｓ Ｍ３ 级 有 在 Ｔ ２
‰ 而一 ・＿ ｘ ！ －｛Ｄ －ｌ ０ ． Ｔ
‘ 。 。 。。 。 。。 。 。’ —
总
Ｓ ３ Ｆ ３ Ｂ ６ ２ １ Ｒ Ｔ ０ Ａ ０
￣ Ｅ ｄ Ｒ ｉ Ｏ
，
ｒ
干扰 能力 。 使用 便携 的手机发送 短信控制来实现 温度的实 时
测 量 是 一 种较 好 的 方法 。
ＴＤ Ｘ ０和 Ｒ Ｄ Ｘ ０与 主控 制 器 通 信 ，Ｃ ５ 短 消 息 功 能 支 持 Ｔ ｘ Ｔ ３Ｉ ｅｔ
和 Ｐ Ｕ两 种 模 式 ， 标 准 Ｃ环 境 下 ， 消 息 收发 采用 Ｔ ｘ 模 Ｄ 在 短 ｅｔ 式 ，Ｃ ５ 模 块 发 送 内容 为 ｔ ｔ Ｔ ３Ｉ ｅ 的短 消息 的 主要 操 作 如 下 蝌 ｓ ：
图 １ 系统整体结 构
Ｆｉ ．１ Ｏｖ ｒ ｌ ｔ ｃ ｕ ｅ ｏ ｙ ｔｍ ｇ ｅ ａ ｌｓ ｕ ｔ ｒ ｆｓ ｓｅ ｒ
２ 硬 件 电路 设 计
２１ 主 控 制 器 ．
意 法 半 导体 公 司新 推 出 的 Ｓ Ｍ３ Ｆ Ｏ Ｒ Ｔ ，是 基 于 Ｔ ２ ｌ３ Ｂ ６
Ａ Ｍ公司最新推 出的 Ｖ Ｒ ７平 台的 Ｃ ｒ ｘ Ｍ３内核 。芯 片 具 ｏｔ — ｅ 有 １８ｋＦ Ａ Ｈ，０ｋＳ Ａ ２个 Ｓ Ｉ 口 ， ２ Ｌ Ｓ ２ Ｒ Ｍ， Ｐ接 ３个 串 口 ，一 个
Ｓ＾ Ｐ Ｉ ・— ｌＤ Ｃ Ｐ １ ● － ｌＣ Ｃ ． —● Ａ Ｌ
ＩＣ ｌ Ｉ
１ 系 统 整体 设 计
智 能温度测 量系统 主要 由温度测 量模块 、Ｓ 模块 、 ＧＭ 外 接 Ｅ Ｐ Ｏ 主 控 制 器 组 成 。 主 控 制 器 使 用 意 法 半 导 体 公 司 Ｅ Ｒ Ｍ、 生 产 的 Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ Ｒ Ｔ Ｔ ２ １３ Ｂ ６处 理 器 ．主 要 完 成 整 个 系 统 的 运 行 和 自检 工 作 。 度 测 量 模 块 使 用 Ｄ Ｕ Ｓ公 司 的 Ｄ １Ｂ ０数 温 Ａ Ｓ８ ２ 字 温 度 传 感 器 ， Ｓ 模 块 使 用 西 门子 工 业 Ｔ ３ Ｉ 块 ， 支 ＧＭ Ｃ５模 其
的时 钟 ＨＣ Ｋ。ｙＴｃ Ｌ Ｓ ｓｉ ｋ的 时 钟 来 自 Ｈ Ｌ Ｃ Ｋ的 ８分 频 ， ７ ／＝ 即 ２８
ｐ ｎ （Ａ ｎ＇ ； ｉ ｆｆ”Ｉ ． 、 ）
ｐ ｎ （Ａ Ｍ ＿ ＼ ” ； Ｈ ｆ ” Ｔ Ｃ ＧＦ １ ｌ） Ｉ
／ ｅ ｔ 式 ／ ｘ模 Ｔ
ｐ ｎ （Ａ ＋ Ｓ Ａ ＋ ６ｘｘｘ ｘｘ＇ ） ／ 息 中心 号 ｉ ｆ ｆ ” Ｔ Ｃ Ｃ ＝ ８ ｘｘ ｘｘｘｘ ｍ” ； ／ 信
－
１３ ８－
《 电子 设计 工程 ｝Ｏ １年 第 ２ 期 ２ｌ １
１ ５Ｄ ｐ／ ｚ在 ７ ｚ的 工 作 时 钟 下 消耗 ３ Ａ（ 有 ． Ｍｉｓ ２ ＭＨ ． ２ＭＨ ６ｍ 所 外 设 处 于 工 作 状 态 ）待 机 时 下 降 到 ２ Ａ， 目前 ３ ， 是 ２位 处 理 器 市 场 上 功 耗 最 低 的 产 品 ， 多 块 钱 的 市 场 售 价 为 该 产 品 创 十 其 主要 由 ４ ０引 脚 的 Ｔ ３ Ｉ ＳＭ 卡 组 成 ，模 块 通 过 串 口 Ｃ５和 Ｉ
Ａ Ｍ 公 司 最 新 Ｃ ｒ ｘ系 列 内核 的 推 出 。 于 Ｃ ｒ ｘ Ｍ３内 核 Ｒ ｏｅ ｔ 基 ｏｅ— ｔ
把命 令发 送给主控 制器 ， 主控 制器分 析短信命 令 ， 为温度 如
测量 指令则开始测量 温度 。 量数据通 过 Ｔ ３Ｉ 块 发送 回 测 Ｃ５模
去 ， 时备 份 测 量 数 据 在 外 接 Ｅ Ｐ Ｏ 中 ， 体 结 构 框 图 如 同 ＥＲＭ 整
造 了极 高 的性 价 比 ，除 了 在 价 格 上 的 优 势 外 ，Ｔ ２主 控 芯 Ｓ Ｍ３
片 内 部 包 含 了 一 个 时 钟 嘀 嗒 （ｙＴｃ ） 时 器 ，ｙＴｃ Ｓｓ ｉ 计 ｋ Ｓ ｓｉ ｋ是 一
个２ ４位 的 自动 重 装 的倒 计 数 定 时 器 ，在 使 用 高 速 ８Ｍ 外 部 时 钟 信 号 时 ，通 过 处 理 器 内 部 Ｐ Ｌ Ｌ倍 频 产 生 最 高 ７ Ｌ ＭＵ ２Ｍ
持 中文短信 功能 ， 通过 通用 串 口协议 与主控 制器通 信 ， 接收
收 稿 日期 ：０ １０ — Ｏ ２ １－ ８ ２ 稿 件 编 号 ：０ ｌ８ ６ ２ １０ ０ ６
Ｕ Ｂ， Ｓ １个 Ｃ Ｎ，１个 Ｉ 口 。 芯 片 的 数 据 处 理 能 力 为 Ａ ５ Ｏ
作 者 简 介 ： 鼎 （９ ３ ） 男 ， 南长 沙人 ， 士 ， 理 工程 师 。研 究 方 向 ： 络 通 信 与 安 全 。 钟 １８ 一 ， 湖 硕 助 网
ｐ ｎ （Ａ ＋ ＭＧ ＝ ｘｘ ｘ ｘ ｘ ￣ ” ； ｉ ｆ ｆ ” Ｔ Ｃ Ｓ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘ ｘｎ ）
ｐ பைடு நூலகம்（ｔｓ” ； ｄｎ ”ｅｔ ）
９ＭＨｚ ，通 过 计 算 当装 载 的初 值 为 ９时 可 以 得 到 精 确 的 １ ｓ
的延 时 ． 使 用 Ｄ １Ｂ ０测 量 温 度 时 候 ， 始 ， 答 ， 写 时 在 Ｓ８ ２ 开 应 读
图 １ 示。 所
Ｊ Ｇ ｌ Ｔ ｌ 晶振电池复 Ａ 位电
天
Ｐ Ｉ ＡＯ ＰＡ ９
的 高 性 价 比 的处 理 器 受 到 了客 户 广 泛 欢 迎 ，而 在 我 国 ， Ｓ Ｇ Ｍ 网 络 超 过 ９ ％的 覆 盖 率 也 为 无 线 通 信 和 远 程 控 制 创 造 了 良 ５ 好 的媒介 。 某些 特殊环境 下 。 在 比如 不 易 布 线 或 者 布 线 距 离 较 长 环 境 下 ， 会 使 测 量 系 统 的 成 本 升 高 ， 且 数 据 在 长 距 都 而 离 的 传 输 过 程 中极 易 受 到 干 扰 ， 用 技 术 成 熟 成 本 相 对 较 低 利 的 Ｇ Ｍ 网 络 ， 仅 不 受 传 输 距 离 的 限 制 ， 且 具 有 较 好 的抗 Ｓ 不 而
温 度 测 量 【 家 居 生 活 和 工 业 生 产 控 制 等 领 域 都 有 着 广 Ｉ 】 在
和发 送 主 控 制 器 的命 令 ， Ｔ ３ １ 块 接 收 到 短 消 息 命 令 后 当 Ｃ５模
泛 的 使 用 ， 着 电子 技 术 的 飞 速 发 展 ， 用 领 域 还 在 不 断 的 随 应 扩 展 。 于 单 片 机 控 制 的 温 度 测 量 系 统 也 相 继 被 提 出 。 着 基 随
Ｉ ｔ ｌ ｇ ｎ ｒ ｌｓ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔｓ ｓｅ ａ ｅ ｎ Ｃｏ ｔｘ Ｍ ３ ｎ ｅｌ ｅ ｔ ｉ ｗｉｅｅ ｓｔｍ ｅ ａｕ ｅ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｙ ｔｍ ｂ ｄ ｏ ｒｅ － ｓ
Ｚ ＨＯ ＮＧ ｎ Ｄｉ ｇ
（ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｌ ｔ ｎ ｆｒ ａｉｎＩｓ ｔ ｅ Ｃ ｉａＵ ｉ ｒｉ ｅｓｉ ｃｓ Ｗｕａ ３０ ４ Ｃ ｉ ） Ｍｅｈｎｃ ｄＥｅ ｒ ｉ Ｉ ｏｍ ｔ ｔｕ ， ｈｎ ｎｖ ｓｙｏ ｏｃ ｎ ｅ ， ｈｎ４ ０ ７ ， ｎ ａａ ｃｏ ｃ ｎ ｏ ｎ ｉｔ ｅ ｔ ｆＧ ｅ ｈ ａ
Ｄ １Ｂ ０数 字 温 度 传 感 器 ， 利 用 Ｔ ３ １ 块 接 入 Ｇ Ｍ 网络 ， Ｓ８ ２ 并 Ｃ５模 Ｓ 实现 利 用 手 机 短 信 发 送 温 度 测 量 指 令 。 机 短 信 接 收 手
测 量 数 据 ， 系统 同 时 具 有 定 时 自检 和 温 度 报 警 功 能 ， 该 当处 理 器 定 时 自检 发 现 Ｄ １Ｂ ０出现 故 障 时 ． Ｓ８２ 系统 会 自动 启 用 处 理 器 内部 温 度 传 感 器 并 短 信 报 警 。 实验 证 明 ， 系统 测 量精 度 最 高 可 达 ００ ２５度 ， 合 在 距 离较 远 ， 易布 线 经 该 ．６ 适 不
第 １ ９卷 第 ２ 期 ｌ
Ｖ０ ． ９ １ １ Ｎｏ２ ．１
电子设 计工 程
Ｅ ｅ ｔ ｎ ｃ Ｄｅ ｉｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｌ ｃｒ ｉ ｓｇ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｏ
２ １ 年 １ 月 ０１ １
Ｎ Ｖ ２ １ Ｏ． ０ １
基于 Ｃ ｒｅ— ｏｔｘ Ｍ３智 能无 线 温度测量 系统设计
钟 鼎
（ 国地 质 大 学 机 械 与 电子 信 息 学 院 ，湖 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 中 ３ ０ ４
摘 要 ：设 计 了 一 种 基 于 Ｃ ｒ ｘ Ｍ３ 内核 的 Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ Ｒ Ｔ 为 核 心 处 理 器 的 智 能 无 线 温 度 测 量 系统 。 系 统 采 用 ｏ ｅ— ｔ Ｔ ２ １３ Ｂ ６
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｙ ｔｍ Ｓ ＳＳ Ｍ３ Ｆｌ ３ Ｔ ｒｃ ｓ ｏ ｉｈ ｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｘ Ｍ３ ｃ ｒ ． ｙ ｕ ｉ ｇＤＳ１ Ｂ ０ ｔ ａ ｕ ｅ ｎ ｅ ｓｒ ｃ ：Ａ ｓ ｓｅ Ｕ ｅ Ｔ ２ Ｏ ＲＢ ６ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｎ Ｃｏ ｔ － ｏ ｅ Ｂ ｓｎ ｅ ８ ２ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｔ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｓ ｇＴＣ ５ ｄ ｌ ｏｃ ｎ ｅ ｔｔ ｅ ＧＳ ｎ ｔ ｏ ｋ，Ｉ ａ ｈ ｅ ｅ ｎ ｔ ｎ ｔ ａ ｓｎ ｈ ｒ ｍｅ ｓ ｇ ｅ ｄ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｕ ｉ ３ Ｉｍｏ ｕ ｅ ｔ ｏ ｎ ｃ ｔ Ｍ ｅ ｗ ｒ ｎ ｏｈ ｔ ｃ ｉ ｖ ｓａ ｆ ｃ ｉ ｔ ｉ ｇ ｓ ｏ ｔ ｓａ ｅ ｔ ｓ ｎ ｕ ｏ ｈ ｕ ｏ ｃ ｍｍａ ｄ ｎ ｃ ｉｉ ｇ ｔｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ａａ ｂ ｈ ｒ ｍｅ ｓ ｇ ． ｅ ｓ ｓｅ ａｓ ａ ｅｆ ｅ ｔ ｕ ｃｉｎ，ｗ ｅ ｅｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ｏ ｎ ｓａ ｄ ｒ ｅｖｎ ａ ｕ ｅ ｈ ｅ ｎ ｔ ｙ ｓ ｏ ｓ ａ ｅ Ｔｈ ｙ ｔ ｍ ｌｏ ｈ ａ ｓ ｌ ｔ ｓ ｆ ｎ ｔ ｄ ｔ ｓ － ｏ ｈ ｎ ｔ ｒ ｃ ｓｏ ｈ ｆ ｕ ｄ ｔ ｅ Ｄ ８ ２ ａｌ ，ｉ ｗ ｌ ａ ｔｍａｉａ ｌ ｎ ｂ ｅ ｉ ｔｒ ａ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｎ ｏ ｄ ｓ ｎ ａ ｍ ｓ ａ ｅ Ｉ ｉ ｕ ｔｂ ｅ ｆｒ ｏ ｎ ｈ Ｓ１ Ｂ ０ ｆ ｉ ｓ ｔ ｉ ｕ ｏ ｔｃ ｌ ｅ ａ ｌ ｎ ｅ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒａ ｅ ｄ ａ ｒ ｍｅ ｓ ｇ ． ｔ ｓ ｓ ｉ ｌ ｏ ｌ ｙ ｌ ｎ ｌ ａ ｌ ｎ ｉｔｎ ｅｃ ｎ ｉ ｏ ｔ ｉ ｈｐ ｅ ｉｉｎ ｏ ｇ ｄ ｓ ｃ ｏ ｄ ｔ ｎ ａ ｉ ｌ ａ ｈ ｇ ｒ ｃｓｏ ． ｌ Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｅ － ｙ ｗｏ ｄ ：Ｃ ｒ ｘ Ｍ３；Ｓ ｔ ＴＭ３ Ｆ１ ３ Ｔ ２ ０ ＲＢ ６；ＤＳ ８ ０；Ｔ ５ ；ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｕ ｍｅ ｔ １ Ｂ２ Ｃ３ Ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｍｅ ｒ ｓ ｅ ｎ
的 环 境 下使 用 。
关 键 词 ： ｏ ｅ — ３ Ｓ Ｍ３ Ｆ ０ Ｒ Ｔ ； Ｄ １ Ｂ ０ Ｔ ３ １ Ｃｒ ｘＭ ； Ｔ ２ １３ Ｂ ６ ｔ Ｓ ８ ２ ； Ｃ ５ ；温度 测 量
中 图 分 类 号 ：Ｉ ８ ’ Ｎ９
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ： ６ ４ ６３ （０ １２ — １３ ０ １ ７ — ２ ６ ２ １ ）１ ０ ８ — ３