基于MC68HC908GP32的深海热液多点温度、压力采集及控制系统

0 引 言
现代深海探测领域中，需要进行温度、压力检测，并通过电磁阀实时控制水下机械臂采样动作，通过步进电机控制旋转水下摄像头拍摄转速，以达到研究深海热液温度压力变化并实时控制的目的。海底热液温度最高可达300～400℃，最低则不超过10℃；海底压力最高可达40Mpa。根据此特殊情况，设计了测温范围为0～500℃，测压范围为1～45Mpa的控制系统。本系统利用MOTOROLA公司MC68HC908GP32单片机作为核心控制，并扩展出数据存储，电磁阀和电机控制等功能。整个系统具有实时控制，功耗低，体积小等优点。
1 系统原理
本系统由三组铂电阻测三点温度，三个铂电阻分别编号为1、2、3，由继电器控制选择输入至温度变送器变换为电流信号，后经电流－电压转换电路输入至单片机AD转换口，在单片机内部处理后在数码管显示；由一个压力传感器测压力，编号为4，经压力变送器输入单片机AD转换口，在单片机内部处理后在数码管显示。数码管为4位七段数码管，第一位显示编号，后三位显示温度值或压力值，编号1-2-3-4-1循环显示，两编号数据显示间隔时间为10秒（可调）。同时每隔1秒（可调）将温度和压力数据存入EEPROM存储器中，需要时通过串口传至PC机，可供后续数据分析处理。PC机端用Delphi做数据处理软件，可绘制温度、压力变化曲线，保存后供进一步分析处理。系统同时根据温度、压力变化实时控制电磁阀吸合控制机械臂动作，并可根据其他系统控制信号调整步进电机转速。系统设计框图如图1所示：

2 系统软件设计
系统软件包括单片机汇编程序设计和人机交互界面设计两部分。
2.1 单片机汇编程序设计
汇编程序由各个子程序构成，对采集数据进行实时处理。主要有温度及压力循环显示子程序，A/D转换及数据处理子程序，EEPROM数据存储子程序，数据上传PC机子程序，步进电机转速调整及电磁阀控制子程序，定时中断子程序，外部中断子程序等部分构成。主程序流程图如图2所示：

2.2 人机交互界面设计