基于stm32的紅外溫度傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種紅外溫度傳感器，尤其涉及一種遠距離數據傳輸以及對溫度值進行連續測量的基于STM32的紅外溫度傳感器，它能夠將采集到的溫度信號轉化為電壓信號和RS485信號，并通過傳輸單元傳輸出去。
【背景技術】
[0002]隨著溫度傳感器的發展，尤其是無接觸紅外測溫技術的成熟應用，使紅外測溫在工業控制應用中更加安全、方便、可靠以及易于集成。而在已有的工業控制中，涉及紅外溫度測量、遠距離傳輸以及RS485數據傳輸還沒有得到很好的應用。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，針對上述缺陷，提供一種基于STM32的紅外溫度傳感器，可實現無接觸紅外溫度的連續測量與RS485接口數據傳輸，同時還能滿足測量數據的遠距離輸送。
[0004]為了達到上述發明目的，本發明采取的技術方案如下:
一種基于STM32的紅外溫度傳感器，其特征在于:包括
溫度采集單元，用于將采集到的溫度信號轉化為電信號發送給數據處理單元；
數據處理單元，以STM32為核心處理器，用于對接收到的電信號進行處理轉化為RS485信號與電壓信號并將該處理后的信號發送給RS485數據傳輸單元和電壓信號輸出單元；RS485數據傳輸單元，用于接收數據處理單元發送的RS485信號并將該信號通過RS485總線進行傳輸；
電壓信號輸出單元，用于接收數據處理單元發送的電壓信號并將該信號通過SPI總線進行傳輸；以及
數據顯示單元，用于接收數據處理單元發送的處理信號并進行顯示。
[0005]進一步的，所述RS485數據傳輸單元采用MAX3485的通訊芯片。
[0006]進一步的，所述MAX3485的第I引腳RXD與STM32的第31引腳UART_RXD連接，用于將RS485總線的數據轉換為串行數據發送給STM32 ； MAX3485的第2引腳CE與第3引腳DE連接到STM32的第29引腳PA8上，用于通過STM32的引腳PA8控制RS485總線的收發數據；MAX3485的第4引腳TXD與STM32的第30引腳UART_TXD連接，用來接收STM32的串行數據發送到RS485總線；MAX3485的第6引腳A和第7引腳B與RS485總線連接，用于數據的遠程傳輸。
[0007]進一步的，所述溫度采集單元采用MLX90614的采集芯片。
[0008]進一步的，所述MLX90614的第I引腳SCL與STM32的第42引腳PB6連接，用于對I2C總線提供時鐘信號；MLX90614的第2引腳SDA與STM32的第43引腳PB7連接，用于作為I2C總線的數據引腳進行數據傳輸。
[0009]進一步的，所述電壓信號輸出單元采用DAC7512的輸出芯片。
[0010]進一步的，所述DAC7512的第4引腳Din與STM32的第17引腳PA7連接，用于輸出數字信號到DAC7512 ；DAC7512的第5引腳SCLK與STM32的第15引腳PA5連接，用于為SPI總線提供時鐘信號；DAC7512的第6引腳SYNC與STM32的第14引腳PA4連接，用于通過該引腳使DAC7512正常工作。
[0011]進一步的，所述數據顯示單元采用HT1621的顯示芯片。
[0012]進一步的，所述HT1621的第I引腳CS與STM32的第11引腳PAl連接，用于通過該引腳使HT1621正常工作；HT1621的第3引腳WR與STM32的第12引腳PA2連接，用于選擇讀寫信號的方向；HT1621的第4引腳DATA與STM32的第13引腳PA3連接，用于通過引腳發送數據到數字顯示屏。
[0013]本發明的有益效果:本發明的紅外溫度傳感器采用MLX90614作為溫度采集單元，以STM32為核心處理器，并把溫度信號轉化為相應的RS485信號和電壓信號，然后通過SPI總線控制電壓信號輸出單元輸出O — 5V的電壓信號以及通過RS485總線進行數據的傳輸，可實現在其視場范圍內對難以接觸區域或危險區域進行實時、連續的溫度測量，有效降低了作業時的危險系數。此外該傳感器具有體積小、成本低、精度高、無接觸以及信號遠距離傳輸等特點，可廣泛適用于日常生活、農業生產、工業控制和食品安全等方面。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明基于STM32的紅外溫度傳感器的結構框圖；
圖2為本發明基于STM32的紅外溫度傳感器的電氣連接圖；
圖3為本發明基于STM32的紅外溫度傳感器的溫度采集單元的電氣連接圖；
圖4為本發明基于STM32的紅外溫度傳感器的RS485數據傳輸單元的電氣連接圖；
圖5為本發明基于STM32的紅外溫度傳感器的電壓信號傳輸單元的電氣連接圖；
圖6為本發明基于STM32的紅外溫度傳感器的數據顯示單元的電氣連接圖；
圖7為本發明基于STM32的紅外溫度傳感器的RS485數據傳輸單元的電路結構圖。
【具體實施方式】
[0015]本發明的基于STM32的紅外溫度傳感器是一種可實現無接觸紅外溫度測量與RS485接口數據傳輸的紅外溫度傳感器。
[0016]如圖1所示，本發明基于STM32的紅外溫度傳感器，包括:RS485數據傳輸單元U1，溫度采集單元U2，電壓信號輸出單元U3，數據顯示單元U4和數據處理單元U7，除此之外，還有電源模塊。
[0017]電源模塊為本發明的紅外溫度傳感器進行供電，溫度采集單元U2將采集到的溫度信號轉化為電信號發送到數據處理單元U7，經數據處理單元U7對接收到的電信號進行處理后轉化為RS485信號與電壓信號并將該處理后的信號發送給RS485數據傳輸單元Ul和電壓信號輸出單元U3進行數據輸出，同時數據處理單元U7把數據發送給數據顯示單元U4進行溫度值的顯示。
[0018]本發明中溫度采集單元U2采用Melexis公司的MLX90614芯片，數據處理單元U7采用ARM公司最新內核Cortex-M3的32位CPU——STM32，電壓信號輸出單元U3采用TI公司的DAC7512芯片，RS485數據傳輸單元Ul采用MAXM公司的MAX3485芯片，數據顯示單元U4采用HOLTEK公司的HT1621芯片，電源模塊采用LM3100的供電芯片。
[0019]本發明的數據處理單元U7，以STM32為核心處理器，它是基于行業標準的ARM 32
位精簡指令結構--ARM公司最新的內核Cortex-M3。該內核是專門設計于滿足集高性能、
低功耗、實時應用、具有競爭性價格于一體的嵌入式領域的要求。它的時鐘頻率高達72MHZ，內嵌高達128KB的FLASH程序存儲器，以及豐富的1接口可支持3.3V和5V電壓，有極強的設備驅動能力。此處理器具有運行速度快、可靠性高、資源豐富以及功耗低等優點，可廣泛應用于手持設備、工業控制和電機控制等領域。
[0020]為了更進一步的了解本發明的實施方式，下面將結合附圖分別介紹本發明的溫度采集單元U2、RS485數據傳輸單元U1、電壓信號傳輸單元U3以及數據顯示單元U4與數據處理單元U7之間的電氣連接方式。
[0021]如圖2、3所示，溫度采集單元U2采用MLX90614的采集芯片。所述MLX90614的第I引腳SCL與STM32的第42引腳PB6連接，用于對I2C總線提供時鐘信號;MLX90614的第2引腳SDA與STM32的第43引腳PB7連接，用于作為I2C總線的數據引腳進行數據傳輸。
[0022]溫度采集單元U2采用MLX90614采集芯片，它的測量辨析度可達0.02° C。內部集成了低噪聲放大器、17位的模數轉換器以及強大的數字信號處理芯片，使得高精度無接觸的溫度測量得以實現。計算所得物體溫度和環境溫度存儲在RAM單元，并可通過兩線SMBUS兼容的協議接口進行數據傳輸。
[0023]SMBUS兼容兩線協議:
MLX90614芯片支持兩線串行協議，對應的引腳為PWM/SDA和SCL。SCL為數字輸入引腳，用做SMBUS的通信時鐘信號端。該引腳有輔助建立電壓調節器的功能。當使用電壓調節器時，兩線協議只有在電壓穩壓器過驅時才有效。PWM/SDA為數字輸入/輸出引腳，用于測量物體溫度，在SMBUS模式中，SDA為開漏式NMOS I/O 口。
[0024]SMBUS為兩線協議，允許主控器件(MD)和一個或一個以上的從動器件(SD)通信。系統在給定的時刻只有一個主控器件。一般來說，MD是通過從動地址(SA)選擇從動器件并開始數據傳輸。MD可以對RAM和EEPROM的數據進行讀取，并可對EEPROM其中9個單元進行寫入操作。當對MLX90614進行讀寫操作時，如果器件本身EEPROM里存儲的從機地址和主控器件發送的從機地址一致的情況下，器件會回饋16位的數據和8位的PE。SA的