电力电缆火灾在线监测系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 绪论 . 1 题的提出 . 1 前常用的电缆温度监测方法 . 2 温电缆式测温系统 . 2 敏电阻 式测温系统 . 2 纤分布式温度 监测系统 . 2 题的内容 . 3 2 系统的总体设计 . 4 统的总体设计思想 . 4 案论证与选择 . 5 3 系统器件选择 . 7 择单片机 . 7 择温度传感器 . 10 简单介绍 . 10 总线技术 . 10 部结构 . 12 温原理 . 14 度的转化 . 14 工作过程 . 16 警模块器件选择 . 18 示模块器件选择 . 20 片机与主机的接口模块器件选择 . 23 4 系统的硬件设计 . 25 统的整体结构 . 25 片机最小系统设计 . 25 接口电路 . 26 源电路 . 26 示电路 . 28 口通讯电路 . 28 警电路 . 30 键电路设计 . 30 5 系统的软件设计 . 31 述 . 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 程序模块 . 31 程序设计 . 31 模块流程设计 . 32 度检测流程 . 32 警模块流程 . 33 键扫描程序流程图 . 34 口通信程序流程 . 34 断服务程序流程 . 35 6 结论 . 36 谢辞 . 37 参考文献 . 38 附录 1 程序清单 . 39 附录 2 原理图 . 47 附录 3 仿真图 . 48 附录 4 . 49买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 题的提出 电缆在日常生产、生活中随处可见，在电厂、工厂、实验室通常将大量的电缆集中敷设在电缆沟内，以方便布线、维护、美观。随着人们对电的依赖的增长，电缆沟里的电缆越来越多，电缆沟越来越长。其火灾事故的发生几率也相应增加。电缆一旦发生火灾，将造成大面积电缆烧损，短时间内无法恢复生产，经济损失重大。因此，电缆的安全保护已成为不可忽视的问题。 国内，据有关资料统计，在 1975间，因电缆着火造成的重大事故发生 60起，造成直接和间接损失达 50亿元。在 19867 年间，仅我国火电厂发生电缆火灾 75次，其中有 24个电厂发生过两次及以上电缆火灾事故，个别电厂达 470以上的电缆火灾所造成的损失非常严重，其中 2/5 的火灾事故造成特大损失。近几年，因电线电缆发生的火灾事故更是屡见不鲜。 1999年牡丹江第二发电厂因电缆沟火灾，导致全厂停电，直接、间接损失达千万元。 2000年北京高能物理所的正负电子对撞机监视机房因电缆沟起火被迫停机，严重影响了科研工作的进行。 2001年上海供电局因电缆接头过热引起电缆隧道火灾，大面积电缆被烧损，导致市区大面积停电事故。 国外，美国在 1965统计的 3285 次电气火灾事故中，电线电缆火灾事故就占 直接损失约 4000 万美元。日本曾对电力、钢铁、石油化学、造纸等工厂企业调查，有 78%的单位发生过电缆着火，其中危害程度较大的事故占 40%。 通过多次事故分析发现，电缆沟内火灾发生的主要原因是由于动力电缆中间接头制作质量不良所造成的，或压接不紧，或焊接不牢，或连接不好，或接头材料选择不当，或受到损伤，造成运行中接头氧化、脱焊、局部发热或炸裂导致着火。而电缆中间接头质量的好坏，只能在运行中发现，运行时间越长越容易发生过热烧穿事故。从电缆接头过热到事故的发生，其 发展速度比较缓慢，时间较长。同时，电力电缆敷设距离长、走向复杂，采取运行人员定期巡视的方法，巡视间隔、巡视的准确性等方面都存在很多问题。 实际经验和理论分析均表明，电缆接头处发生的各类故障不是一个突发过程，通常因为温度不断升高，使绝缘逐步老化、泄漏电流逐步增加，到达一定程序后再发生击穿，是一个由量变到质变的过程。因而，连续监测电缆接头温度的变化，就可以全面地了解其工作状况，根据情况适时进行停电检修。特别当发现某个接头温度过高 (超过预先设定值 )或变化过快时，说明此处的绝缘已比较薄弱，继续运行可能引发严重故障。 此时及时发出报警信号，通知值班人员及时处理，可以有效地避免严重故障的发生，确保系统安全、可靠地工作。 本文根据电缆接头的运行特点和要求，设计出了集测量、显示、报警和远传通信等多项功能于一体的集散式电力电缆接头温度监测系统 。本次设计了一个基于分布式温度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 传感器的 3路循环监测系统。如今，该分布式温度传感器不仅在电力工业上应用，同时还在煤矿 、森林火灾、高层建筑、航空、航天飞行器等有着重要的应用前景。本系统使用美国 具有独特的单总线接口方式，即允许在一条信号 线上挂接数十甚至上百个数字式传感器，从而使测温装置与各传感器的接口变得十分简单，克服了模拟式传感器与微机接口时的 A/ 本设计以 片机为控制核心，提出基于 分布式温度系统， 3 个传感器通过单总线与单片机相连形成分布系统。单片机通过实时监控温度变化，通过示各节点的温度数值，当温度超过允许范围时，蜂鸣器报警，从而远 程实现整个温度的管理和控制。这种分布式温度测量系统具有成本低廉、传感精度高、系统稳定、易于管理等优点。 前常用的电 缆温度监测方法 电缆温度检测技术在国内外已经发展了很多年，但是均采用有线连接的方式，现场已有许多产品在使用。目前常用的电缆温度监测方法包括：感温电缆式测温系统 、热敏电阻测温系统和光纤分布式温度监测系统等 温电缆式测温系统 将感温电缆与电缆平行安放，当电缆温度超过固定温度值时，感温电缆被短路。系统仅能一次使用，不能测出电缆的实际温度值；由于电缆数量多，系统安装及维护工作不够方便，设备易损坏：不能进行早期故障预测，不能实时显示测量值，无温度趋势分析。 敏电阻 式测温系统 可以显示温度值 ，但都是模拟量输出，需要进行信号的放大和 A/能被单片机接收。每一个热敏电阻的温度值都需要经过上述环节进入系统，都需要独立的接线、布线，一个电缆沟通常需要测试少则几十个点，多则几百个点，需要成百上千条信号线。如果要增加测试路数，那么必定要增加放大器和 A/D 转换器的个数，接线将十分复杂。它们的准确性易受环境、接线、放大等因素的影响，因而误差大。同时，系统环节多，维护量大，传感器不具备自检功能，需要经常校验，因此不常采用。 纤分布式温度 监测系统 利用 1根光纤充当分布式温度传感器，能测量数千 个独立的测量点的温度。通过分析在光纤中传输的激光脉冲产生的拉曼 (向散射光信号来完成对温度的测量。最新的使用多模光纤的分布式温度测量系统，允许光纤长度达到 12布式温度监测买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 系统为实现热点位定位，要求这种系统在安装时就能够确定热点的位置，依赖预先测量和维护经验。同时，电力传输网中包含了数目巨大的电缆线路，其光纤线路总长度也是一个不小的数字。 除了上述几种监测方法外，还有一部分工厂不惜大量资金进行电缆沟的防火封堵及普通消防报警装置，但是电缆沟火灾仍有发生，这些措施只能起到电缆着火后减轻事故范围 的作用，没有从根本上限制减少火灾的发生。 因此，研究设计电力电缆火灾在线监测系统就是为了能够实时监测电力电缆的温度变化，在温度越限或温升速度越限时能及时报警，并指出发热点位置（温度探头位置），通知运行人员及时处理，从而保证运行安全，避免经济损失，这才是从根本上限制电缆沟内火灾发生的有效可行的方法。 题的内容 本设计主要针对电缆的防火问题，阐述了一个完整的电缆温度在线监控系统的软、硬设计过程，本系统采用的是新型智能化温度传感器 以数字形式直接输出被测点温度值，测温误差小 、分辨率高、抗 干扰能力强、成本低。 本系统设计了一个由数字化测温元件构成的温度检测报警系统，包括温度检测，温度显示，温度报警等部分。能实时监控电缆接头的温度变化，大体思路是通过温度传感器测温经单片机送液晶显示，超过设置温度，蜂鸣器报警。主要设计内容如下： (1)设计 3个测温点，可以同时测量三个温度点。该系统可以扩充。 (2)测温采用专用的数字温度传感器巡回检测其温度，进行集中管理。 (3)单片机进行温度数据收集，通过液晶显示。 (4)设置允许最高温度，当大于这一温度时，蜂鸣器报警，点亮对应的发光二级管。 (6)程序 采用 实际应用中在每根电缆中间接头处安装一个温度传感器，传感器输出信号通过辅助电缆传送至电缆接头较近的前置测量单元。根据电缆接头埋地分布情况的不同，每个前置单元可与 8 48 个传感器连接。前置单元的监测处理结果就可以显示打印 、越限报警、也可以通过 主机还可以通过局域网或 与其它计算机相连，使有关人员均能够通过网络了解整个系统监测电缆接头的工作状况。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 系统的总体设计 在本章中将进行系统的总体方案设计 ，以便在后续的章节中选择合适的单片机、温度传感器、显示器件及外围部件，完成具体的硬件设计。在总体设计方案中，应考虑以下几点： (l)系统能方便、直观、有效的监控电缆温度变化； (2)系统必须能够实时采集电缆接头处的温度值，并且迅速处理； (3)系统能够将数据处理结果显示给用户，还要能够存储结果，以方便以后对比研 究； (4)系统的经济性、可靠性要求； (5)测温点多，要易于扩充； (6)操作和维护方便。 统的总体设计思想 根据生产现场实际，电力电缆火灾在线监测系统设计成分散测量、集中 监视的系统结构。本次设计的是一个数字温度测量及控制系统，能测电缆的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整、并报警以保证环境在限定的温度中。设计包括软件设计和硬件设计两方面，软件设计包括单片机控制程序和串口通信的实现程序。硬件上主要由以下五部分组成： (1)核心控制器：采用单片机； (2)温度采集模块：采用 (3)温度显示模块：采用 (4)温度报警模块：采用蜂鸣器； (5)串口通信模块：采用 系统框图如图 2 图 2该 系统的设计思路如下：温度传感器 所测的温度发送到 片机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 上，经过单片机的处理，再将所测温度一方面送液晶显示，另一方面通过 口送 显示。此外当温度发生变化，超过设定的越限值时，触发了报警条件，单片机启动报警。 案论证与选择 设计方案的不同将直接决定硬件的繁简程度，从而确定软件的不同编写思路。电力电缆温度在线监测，它是一个数字温度控制系统巡回检测、实时监测系统，能测量温度并能在超限的情况下报警。 在设计时应考虑以下两个方面： (1)应保证前向的温度传感电路的 精确度、灵敏度； (2)系统本身要具备一定的抗干扰能力，应在硬件和软件上引入各种抗干扰措施，以增强它的稳定性和准确性。 对于本设计所涉及到的上述几个部分，其中硬件上温度采集、控制处理、显示、报警等部分的方案已比较成熟，关键在于软件设计上，功能应强大，应寻找尽可能简单完整的设计思路，保证程序易于修改、调试。对于温度采样和测试部分，有以下几种方案可供选择。 第一种方案：采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热电偶，热电偶由两个焊接在一起的金属导线组成，热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的 温差电势组成。通过参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点的温度。数据采集部分采用带有 A/将随被测温度变化的电压或电流信号采集过来。这样得到的多路采样信号经放大器、多路模拟开关及 A/D 转换电路，由单片机控制多通道 A/D 转换，分时对电压或电流信号进行循环采样和 A/D 转换后，就可以用单片机进行数据处理，显示在电路上， 即可将被测温度显示出来。这种方案是单片机处理非电信号的传统方法。 该方案优点： 热电偶的测温范围非常宽，体积小，选用合适的测温元件可以检测+3000的温度。 该方案缺点：存在着输出电压小，容易遭受外来导线环路的噪声影响以及漂移较高；这种设计单片机外电路复杂，因为多路温度需要多个模拟开关，不管是通用的并行、串行总线，还是专用总线，其传送数据的信号线总是多根的，这样系统连线非常复杂，并且需要额外的接口芯片，其成本也高；另一方面， A/D 转换器要占用多个 I/O 口向单片机输入多位的数字量，这无疑使得有限的 I/件工作量大，且功耗也较大，线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，这种方案的性能价格比较低。 第二种方案：使用在温度测控领域中有广泛应用 的二端式半导体集成温度传感器 采集到的电流信号经多路 A/单片机控制数据买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 的采集和转换。以 的测温范围为 +工作电压为 4 +30V。传统的多点温度检测系统大都采用模拟温度传感器（如 ,一般经前端放大、 A/ 该方案的优点是： 有较高的抗干扰能力，适用于计算机进行远距离温度测量和控制。远距离信号传递时，可采用一般的双绞线来完成；其电阻比较大，因此不需要精密电源对其供电，长导线上的压降一般不影响测量精度； 不需要温度补偿和专门的线性电路。 该方案的缺点是： 经实践应用发现：传统电路设计上存在电源干扰、滤波不可靠、线路过于复杂、无屏蔽措施等不可靠因素。同时它仍然具有单片机处理多个模拟信号的缺点：电路连线复杂、软件工作量大、功耗大、需要占用较多的 I/ 第三种方案：随着传感器技术的发展，己经出现了先进的数字式温度传感器。选用先进的单总线数字式温度传感器 将温度直接转化为串行数字信号直接送入单片机进行处理及控制。且该芯片的物理化学性很稳定，用它做测温元件，线性好。在0，最大线性偏差小 于 1。这种方案中的温度传感器的最大特点之一就是兼有测温和 A/ 该方案的优点是： 采用单总线的数据输出，输出值是数字信号，所以不必使用 A/够直接进入单片机进行数字处理。这样测温系统的结构就比较简单，体积也不大。同时采用 51单片机来控制，软件编程自由度大，可通过编程实现各种各样的算法和逻辑控制，硬件实现简单，安装方便。单总线上可以挂多片 片机只需一根端口线就能与多片 有较好的线性关系、较强的抗干扰能力、可靠性高、线路简单、测量精度 高、功能便于扩展等优点。同以上两种方案相比较有明显的优势和极其广泛的开发前景。 该方案的缺点是： 测温范围较小，一般在 125之间。 由于本课题的测温范围在常温区，比较以上三种方案的优缺点、综合考虑测温电路的简单、系统的精确度、抗干扰能力、实现方便以及软件设计简单等方面的因素。本次设计选用第三种方案最适合。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 3 系统器件选择 择单片机 本设计选用 片机， 位单片机是 世界著名半导体公司 购买 构之后，利用自身优势 (掉电不丢数据 )闪存生产技术对旧技术进行改进和扩展，同时使用新的半导体生产工艺，最终得到成型产品。 性能 位控制器，具有 8用 适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8位 在系统可编程 得 有效的解决方案。 8256字节 32位 I/门狗定时器 ， 2个数据指针， 3个 16位定时器 /计数器。 1个 6向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外， 降至0持 2种软件可选择节电模式。空闲模式下， 许时器 /计数器、串口、中断继续工作。掉电保护模式下， 荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 根据不同场合的要求，这款单片机提供了多种封装，本次设计使用双列直插 脚图如 3 图 3 (1)与 (2)8(3)1000次擦写周期 (4)全静态操作： 033文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 (5)三级加密程序存储器 (6)32个可编程 I/O 口线 (7)三个 16位定时器 /计数器 (8)八个中断源 (9)全双工 (10)低功耗空闲和掉电模式 (11)掉电后中断可唤醒 (12)看门狗定时器 (13)双数据指针 (14)掉电标识符 (1)位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每 位能驱动 8个辑电平。对 口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时， 位地址 /数据复用。在这种模式下， 程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 (2) 位双向 I/ 辑电平。对 口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流 (此外， 计数器 2的外部计数输入 (2)和时器 /计数器 2的触发输入 (2具体如下表所示。在 程和校验时， 接收低 8 位地址字节。 引脚号第二功能 2(定时器 /计数器 ，时钟输出 2时器 /计数器 重载触发信号和方向控制 ) 系统编程用 ) 系统编程用 ) 系统编程用 ) (3)部上拉电阻的 8 位双向 I/ 辑电平。对 口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流 (在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器 (例如执行 ，这种应用中， 。在使用 8位地址 (如 问外部数据存储器时， 2锁存器的内容。在 程和校验时， 位地址字节和 一些控制信号。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 (4)： 是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， 出缓冲器能驱动 4个 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流( 殊功能 (第二功能 )使用，如下表所示。 在 程和校验时， 端口引脚 第二功能 行输入口 ) 行输出口 ) 中断 0) 中断 1) O(定时 /计数器 0) 1(定时 /计数器 1) R(外部数据存储器写选通 ) D(外部数据存储器读选通 ) 此外， (5) 复位输入。当振荡器工作时， 脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。 (6) 当访问外部程序存储器或数据存储器时， 址锁存允许 )输出脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。一般情况下， 以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信 号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个 冲。对 引 脚还用于输入编程脉冲(如有必要，可通过对特殊功能寄存器 (中的 80位置位，可禁止 位置位后，只有一条 令才能将 外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 止位无效。 (7) 程序储存允许 (出是外部程序存储器的读选通信号，当 或数据 )时，每个机器周期两次 输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 号。 (8) 外部访问允许，欲使 访问外部程序存储器 (地址为0000 接地 )。需注意的是：如果加密位 编程，复位时内部会锁存 如 接 ， 储器编程时，该引脚加上 +12然这必须是该器件是使用 12V 编程电压 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 择温度传感器 简单介绍 (1)最新单总线数字温度传感器 线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。 导体公司的数字化温度传感器世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。温度测量范围为 125，可编程为 9 位 12 位转换精度，测温分辨率可达 氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在 ，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用 寄生电源方式产生；多个 以并联到 3 根或 2 根线上， 需一根端口线就能与诸多信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。 因此用它来组成一个测温系统，线路简单 。 一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 (2)系列采用了不同的原理，利用温敏振荡器的频率随温度变化的关系，通过对振荡周期的计数来实现温度测量。输出值是数字信号，所以不必使用 A/接送入单片机进行数字处理，为 了扩大测温范围和提高分辨率，使用了低温系数振荡器和一个高温系数振荡器分别进行计数，并采用了非线性累加器来改善线性。其中 常用的温度传感器，它采用一根 I/O 数据线传输数据和命令，售价低廉，是 改进型产品。现在，新一代的 “体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥 “ 一线总线 ” 的长处。 由于 温度传感器、信号放大调理、 A/D 转换、接口全部集成于一芯片，与单片机连接简单、方便，与 以温度传感器采用 总线技术 此介绍一下这种总线及其应用情况。 单总线及相应的芯片是美国 导体公司近年推出的新技术，是只有一个总线命令者和一个或多个从者组成的计算机应用系统。它只定义了一根信号线，总线上的每个器件都能够在合适的时间驱动它，相当于把单片机的地址线、数据线、控制线合为一根信号线对外进行数据交换。为了区分这些芯片，厂家在生产每个芯片时，都编制了惟一的序列号，通过寻址就能把芯片识别出来。这样做能使这些器件挂在一根信号线上进行串行分时数据交换，大大简化了硬件电路。 厂家对每个芯片用激光刻录的一个 64 位二进制 码。从最低位开始，前 8 位是族码，表示产品的分类编号；接着的 48位是一个惟一的序列号；最后 8位是前 56位的 为冗余码检测，是数据通信中校验数买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 据传输是否正确的一种方法。在使用时，总线命令者读入 64 位二进制码后，将前 56 位按 项式计算出 ，然后与 高 8 位的 比较，若相同则表明数据传送正确，否则要求重传。 48 位序列号是一个 15 位的十进制编码，这么长的编码完全可以为 每个芯片编制出全世界唯一的号码，也称之为身份证号，可以被寻址识别出来。此外，芯片内还含有收、发控制和电源存储电路，其示意图如图 3示 图 3总线芯片的入口示意图 系统按单总线协议规定的时序和信号波形进行初始化、识别器件和进行数据交换。单总线系统中配置的各种器件由美国 导体公司提供的专用芯片来实现。这些芯片采用 电量都很小，从单总线上“偷”一点电（空闲时几 作时几在芯片内电容中就可以正常工作了，故一般不用另附电源。单总线上通常处于高电位（ 5V 左右），每个器件都能在需要时驱动它。因此，挂在总线上的每个器件必须是漏极开路或者是三态输出，这样，不工作时不会给总线增加功耗。 单总线技术作用距离在单片机直接驱动下可达 200m，经扩展可达 1000m，允许挂上百个器件，能满足一般测控系统的要求。单总线的数据传输有两种模式，通常以 s 的速率通信，超速可达 142kb/s。因此只能用于速度不高的场合，一般用于 1Mb/s 以下速率的测控或数据交换系统。 图 3总线的时序波形图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 程序必须保证数据的可靠传送，任一时刻单总线上只能有一个控制信号或 数据。操作时一般有经下四个过程：初始化；传送 令；传送 数据交换。 单总线上所有处理都从初始化开始。初始化时序由总线命令者发出的复位脉冲和一个或多个从者发出的应答脉冲组成。“应答脉冲”是从者让总线命令者知道某器件是在总线上，并准备工作，当总线命令者检测到某器件的存在，就会发出传送 能命令 单总线命令者首先必须发送 7个 读 线上只有一个器件时）； 匹配 线上有多个器件时，寻址某个器件）； 查找 系统首次启动后，须识别总线上各器件）； 跳过 线上只有一个器件时，可跳过读 令直接向器件发送命令，以节省时间）； 超速匹配 速模式下寻址某个器件）； 超速跳过 速模式下跳过读 条件查找 查找输入电压超过设置的报警门限值的某个器件）。 当成功执行上述命令之一后，总线命令者可发送任何一个可使用的命令来访问存储和控制功能，进行数据交换。所有数据的读写都是从最低位开始的。单总线传送数据或命令是由一系列的时序信号组成的，单总线上共有 4种时序信号： 初始化信号； 写 0信号； 写 1信号； 读信号。 每一种信号的波形参数（如脉冲上升时间、宽度和间隙等）都有所不同，设计中应保证指令执行时间小于或等于时序信号中的最小时间，以确保严格的时间关系。单总线技术比传统的方案具有较高的性能价格比，具有以下特点： 适用于低速测控场合，测控对象越多越显出其优越性。 性价比高，硬件施工、维修方便，抗干扰性能好。 具有 靠性高。 软件设计规范，系统简明直观，易于掌握。 部结构 司推出的一种可组网数字式温度传感器。它体积小，电压 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 3适用范围宽 (3V 5V，用户还可以通过编程实现 9 12 位的温度读数，即具有可调的温度分辨率，因此它的实用性和可靠性比同类产品更高 )。其管脚图见图 3 图 3据输入 /出端 (即单线总线 )，该脚为漏极开路输出，常态下呈高电平。 5用时应接地。 度传感器、 64位激光 放中间数据的高速暂存器 (内含便笺式于存储用户设定的温度上下限值的 L 触发器存储与控制逻辑、 8位循环冗余校验码 (生器等）。 由图 3见， 有一个数据输入 /出口，属于单总线专用芯片之一。作时被测温度值直接以“单总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰能力。其内部采用在 线温度测量技术，测量范围为 +125，在 十 85时，精度为土 每个 4位序列号，因此一条总线上可以同时挂接多 不会出现混乱现象。 部分组成： 64位 易失性的温度报警触发器 64位 中 848位序列号用来标识不同的探测器。 图 34为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 3温原理 测温原理 图如图 3示，他没有采用传统的 A/D 转换原理，如逐次逼近法、双积分法和算术 ，而是运用了一种将温度直接转换为频率的时钟计数法。 图 3图 3于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器 1；高温系数振荡器温度变化随其振荡频率明显改变，所产生的信号为减法计数器 2 的脉冲输入。计数器 1 和温度寄存器被预置在 对应的基数值。计数器 1 对低温系数振荡器产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器 1 的预置值减到 0时，温度寄存器中的值将加 1，计数器 1 的预置值将被重新装入，计数器 1 从新开始对低温度系数振荡器产生脉冲信号进行计数，如此循环，直到计数器 2计数到 0时，停止温度寄存器的值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度，斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器 1的预置值。 度的转化 12位转化为例：用 16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 ，其中 度转化如图 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 3度转化 这是 12位转化后得到的 12位数据，存储在 18两个 8，二进制前面的 5位是符号位，如果测得的温度大于 0，这 5位为 0，只要将侧到的数值乘以 果温度小于 0，这 5位为 1，测到的数值取反加 1再乘以 般情况下的温度值应为 9位 (符号占 1位 )到 13位，但因符号位扩展成高位，故以 16位补码形式读出。温度 /数字对应关系如表 3 表 3温度（） 输出的二进制码 对应的十六进制码 +125 0000 0111 1101 0000 0785 0000 0101 0101 0000 0550H +000 0001 1001 0001 0191H +000 0000 1010 0010 00000 0000 0000 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H 111 1111 1111 1000 111 1111 0101 1110 111 1110 0110 1111 55 1111 1100 1001 0000 者存放高温度和低温度触发器 结构存储器。暂存存储器包含 8个连续字节，前两个字节表示测得的温度信 息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是 五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，主要用于确定温度值的数字转化