带串行数据口智能温控器(880CF型),是应用单片微处理机开发的新产品。它采用了SMD(表面安装技术)直接将专用单片机IC和元器件封装在PCB板上,对热敏电阻传感器所产生的非线性误差,利用软件程序进行补偿,大大提高了测量和控制精度,降低了综合成本。它可直接取代电接点温控仪、各种点式及位式温度测控仪器。能方便地同各种IBMPC机286、386及486和工业控制机等接口。用简单的指令就能将现场的温度送到电脑之中,除了单独使用外,还可作集中监控和较远距离传送以及遥测等。
880CF主要技术指标:表头尺寸68×35×22(mm)\(^{3}\),3 1/2LCD数字显示,显示面积48×15(mm)2;温度测量或控制范围-20℃~+70℃或0°F~16°F;分辨率0.1℃(0.1°F),误差±1℃,采样时间1秒或10秒;可设定上、下限温度控制点和报警点(蜂鸣器响闹),温度设定为每步1℃(或1°F);带有时钟功能。
880CF带串行数据接口的智能温控器电原理图如图1所示。图中分表头和控制接口板两部分。表头中含八位专用微处理机芯片传感器和LCD显示器。如果仅用于测量和与计算机接口时,可直接将表头固定在面板上或仪器设备上。表头有16个引出端子,接线按顺序排列分别是:1.电源负极。2.校时/温控,报警值设定或取消。3.校分/温控和报警上限或下限的温度值设定。4.测试端,可测试液晶板数字及符号的笔划。5.采样周期选择,10秒或1秒。6.上限控温或报警控制端。7.下限控温或报警输出端。8.上限或下限超温脉冲信号输出端(持续1秒)。9.串行数据选通信号输出端。10.串行脉冲数据信号输出端。11.时钟/温度显示选择端。12.上限温控报警设置端。13.下限温控报警设置端。14.摄氏/华氏温度选择端。15.上下限温度报警音频信号输出端(6秒、4kHz间歇输出)。16.电源正极。

KR1和KR2分别是接口板中控制温度下限和上限的两个执行继电器,各带一对常开和常闭接点,可控制各种加热和制冷设备。KR1是由VT2控制其工作的,当被测温度低于设定温度时,表头的7端输出高电平使VT2饱和导通,KR1吸合。KR2是当被测温度高于设定值时才吸合。当温度到达设定的上限或下限值时,表头的“15”端输出6秒钟频率为4kHz的间歇信号,BL发声,VD6闪光。使用时首先调校时间,先按住S4不动,再按住S1或S2约3秒钟后,可用S1校时,用S2校分。调好后松开S4即可。此时LCD屏上显示的是当前温度。观察时间时按S4即可看到。S3与S1同时按住时可测试芯片功能和LCD屏的笔划是否完整。按住S5不动再按S2可设定温度控制的上限值,LCD显示屏左边显示H1。如不需要该功能时可先按住S5,再按一次S1,可取消该功能(H1消失,KR2不起控)。用同样的方法按住S6再按S2可设定温度控制的下限值。用S1同样设定下限控制有效或无效。有效时LCD屏左边显示LO,反之无效。
9、10两端串行数据口如果要与电脑接口则需加VT4和VT5进行电平转换,将逻辑电平转换为+5V。9端输出选通信号,10端输出13个一组的脉冲编码,编码为BCD码,其时序脉冲波形见图2,每组数据传输时间为16ms。在传输摄氏温度数据时D1为符号位,高电平时为负值,低电平为正值。传输华氏温度时,因对应-20℃~+70℃的是0°F~+160°F,D1高电平代表百分数。D2、D3、D4、D5这一组二——十进制编码代表温度数据中的“十”位数,D6、D7、D8、D9代表“个”位数,D10、D11、D12、D13代表小数点后的一位“十分”位,这样D1~D13就是一组完整的串行数据。该串行口与电脑连接后,除了测量外,还可用软件另外设定温度控制值,其精度在小数点后一位,即每步0.1℃(°F),由电脑控制。8端输出一个开关信号,也可供电脑选用。另外串行数据口输出的BCD码数据,也可用高频信号将其调制后再发射,实现无线传输或其它形式的载波传送,这样可实现远距离数据传送。当S1闭合时,采样时间为每秒一次,此时串行数据口输出的数据也由原来的每10秒输出一次变为每秒一次,它的工作方式与LCD显示屏上显示的数据是同时进行的。另外在SA1闭合时除S4有效外,其余按钮操作无效。还要注意的是KR1和KR2在这种状态时,到达设定温度或退出设定温度后,KR1和KR2延时1分钟吸合或释放。8端在到达设定温度时也延时1分钟输出1S正脉冲信号,退出时无信号输出。

利用880CF带串行口的数显智能温控器,可开发出多种新产品,如恒温箱、冷冻机、电热水器、速热淋浴器等,另外利用其串行口功能可实现大型冷库、油库、养殖场、中央空调、仓库、血库等许多场合的集中监控,读者可充分利用其特定功能自行开发。(朱成军 李星)