1 引言

在土木工程中，许多大型的桥梁和大坝都是采用现场浇注的钢筋混凝土结构。在此类工程中混凝土浇注以后，由于水泥的水化热作用，混凝土内温度将逐渐上升，混凝土厚度的差异导致不同的温升，形成温度梯度并产生温度应力。与外力作用于结构时引起的应力不同，混凝土的温度应力是由变形引起的;混凝土的导热性能较差，浇注初期其强度和弹性模量都较低，温度变化引起的变形不明显。随着龄期的增长，混凝土的强度和弹性模量提高，对混凝土变形的约束越来越大，以致产生很大的拉应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，开始出现温度裂纹。这将严重影响土木工程的质量，所以很有必要对混凝土浇注后的一段时期内的温度参数进行监测，可为其合理的浇注和养护提供可靠的数据。采用凌阳科技公司的高性能spce061a型单片机、美国dallas公司的dsl8b20型传感器、sprl024型大容量存储器、1602型液晶显示构成一种适用于土木工程温度的智能化监测装置。

　　2 spce061a的特性

　　2.1 spce061a简介

　　spce061a是凌阳科技公司生产的一款性价比很高的16位单片机，该单片机具有8路10位adc，2路10位dac，只需外接功率放大器(spy0030a)即可完成语音的播放。另外，凌阳16位单片机易学易用，具有一套高效率的指令系统和集成开发环境。在此环境中，支持标准c语言，可以实现c语言与凌阳汇编语言的互相调用，为软件开发提供了方便的条件。

　　spce061a内部还集成了1个ice(在线仿真电路)接口，对其进行编程、仿真非常方便，而且ice接口不占用芯片上的硬件资源，结合凌阳科技公司提供的集成开发环境(μ inspide)，可以利用它对spce06la进行真实的仿真;而程序的下载(烧写)也是通过该接口进行的。图1示出spce061a型单片机的内部结构框图。

　　2.2 spce061a的特性

　　16位μ insp微处理器;

　　工作电压：内核工作电压vdd为3.0 v～3.6v(cpu)，i/o口的工作电压vddh为vdd~5.5 v(i/0);

　　cpu时钟：0.32 mhz~49.152 mhz;

　　内置2k字sram;

　　内置32k闪存rom;

　　可编程音频处理;

　　晶体振荡器;

　　系统处于备用状态下(时钟处于停止状态)，耗电量小于2 μa@3.6 v;

　　2个16位可缩程定时器/计数器(可自动预置初始计数值);

　　2个lo位dac(数/模转换)输出通道;

　　32位通用可编程输入/输出端口;

　　14个中断源可来自定时器a/b，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒;

　　具备触键唤醒的功能;

　　使用凌阳公司的音频编码sacml_s240方式(2.4 kbit/s)，能容纳210 s的语音数据

　　锁相环pll振荡器提供系统时钟信号;

　　32 768 hz实时时钟;

　　7通道10位电压模数转换器(adc)和单通道声音模数转换器;

　　声音模数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(agc)功能;

　　具备串行设备接口;

　　低电压复位(lvr)和低电压监测(lvd)功能;

　　内置在线仿真(ice，in-circuit emulator)接口。

　　3 系统硬件设计

　　该系统是由一个spce061a精简开发板(61板)、dsl8b20型l-wire数字温度传感器、sprl024型128 kx8 bit flash、1602型液晶显示器和外扩uart串口电平转换电路组成，可以实现温度的测量、显示、存储与pc通信等功能。此系统以spce061a为核心，其硬件结构框图如图2所示，spce06la与其他器件的连接如图3所示。

　　4 系统软件的设计

　　4.1 主程序的设计

　　主程序流程如图4所示。主函数比较简单，在程序开始后将系统时钟调到24.576 mhz，程序中控制1602型液晶显示器与dsl8b20需要严格的读写控制时序，其中软件延时就是按照这个时钟计算的。然后初始化i/o端口，打开2 hz中断，为定时lomin做准备。调用开机显示界面，在液晶1602上显示所需字样，持续一段时间，重新初始化1602，初始化sio和uart，为使用sio和uart做准备。然后进入循环，调用测温函数测温，调用显示函数显示，调用发送数据函数发送数据，判断是否为设定的时间(10 min)，如果是，调用存储函数存储数据;如果不是，直接执行下一步清看门狗操作，然后继续循环。

　　4.2 子程序的设计

　　4.2.1 温子程序

　　测温时首先设置dsl8b20的dq为高电平，然后初始化dsl8b20，dsl8b20接收单片机的命令，为了简单起见，这里跳过rom命令设置匹配过程，然后再次初始化dsl8b20，启动测温，然后保存温度并返回。dsl8b20的驱动程序可以参考dsl8