DS18B20外文翻译.doc

基于DS18B20分组方式温度测试系统设计摘 要当用于多点测温时，所有的DS18B20传感器都连接在单片机的某根总线上，采用轮流采集温度数据的方式。当系统有多个传感器时，单片机用于处理温度数据的时间就会明显延长，从而导致测温系统周期增长。在本文中，采取对DS18B20合理的分组的方法，并在软件上采取一定措施，从而明显的提高交替检测速度。关键词：DS18B20分组 ；温度测试；交替检测时间第一章 引言DS18B20温度传感器由于其结构简单、安装方便、低损耗以及测温范围宽而被广泛应用于需要多点测温的地方，像化工，粮食，环境监测等等。由于多点温度测试系统采用的是单总线方式，所有的DS18B20传感器挂在一根总线上，然后轮流读取每一个测试点的温度转换值。由于读取单个传感器的转换值需要读8次管脚状态，并要进行移位存储数据，所以系统读取每一点的数据花费的时间不小，如果测温系统规模较大的话，由此造成的系统损耗也是相当大的。从而导致系统的交替检测速度明显下降，极大的影响了多点测温系统的检测效率。本文中，对DS18B20平均分组并挂到多根I/O线上，通过同时读取DS18B20的状态得到转换的温度数据，从而明显提高交替检测速度并降低系统开销，同时又不影响转换精度及可靠性。本文实现了一套人工环境实验室的多点温度测试，明显提高了原有测试系统的检测效率。第二章 DS18B20的特性DS18B20是由美国Dallas公司设计的单线数字温度传感器它由64位激光刻印ROM、温敏元件、非易失性温度报警触发器TH和TL器件三个部分组成，其与单片机的通信采用单线接口，DS18B20的测量范围是-55到+125，增量值为0.5。温度变换为数字可在720ms内完成，每一个DS18B20具有唯一的64位的序列号（图1），DS18B20内部有两个8位存储器RAM用来储存温度值（0号和1号），其中0号存储器存放温度值的补码，1号存储器存储温度值的符号。用户可以定义非易失性的温度告警设置并且区分告警搜索命令，寻求组件温度警报状态以外的预定的限制。有两种供电方式：利用信号线高电平时借电供电，或直接用+5V电源。图1 DS18B2064位光刻ROM第三章 应用分组测试方法,本文以DS18B20与89C52的接口说明分组测试方法，假定P1口上的总线数为4，温度测试系统需要100个DS18B20传感器，可将100个传感器平均分配到4根I/O线上，如果传感器数量不能被总线数整除，可使连在总线上的传感器数量差别不超过1个，这样读数时就能解决。电源采取外部供电，由于每个DS18B20都是同步转换，所以需要较强电流，不能用信号线供电，否则系统无法正常工作。 线路连接如图2示（同组的DS18B20信号线都连接在P1口的一根总线上）。当对DS18B20进行读写时，必须严格保持时序要求。首先给所有的DS18B20发一个复位脉冲，复位后，从各I/O口发送跳转ROM命令，转换以后，向各路同时发匹配ROM命令，接着发送64位序列号，每组选择一个DS18B20，读取Scratch Pad 数据，最后进行数据转换，将串行读取的数据转换成实际值，循环读取25次将所有DSl8820温度数据完全读完，一次交替测试完成，整个流程如图3所示。图2 DS18B20分组素描图现在来分析单总线方式和分组方式测试系统耗时，图4-6分别为DSl8B20的复位时序、单片机写一位和读一位的时序。DS18B20的复位时间为495us一1020us，写一位时间为60us一120us，读一位时间为60us以上，读写相临一位时间间隔为1us。因为A/D转换时间为97.35ms（9位精度）,如果按最短时间计算，整个交替检测时间分别为：（1）单总线 495us+2f8女60+7)us+9735ms+495us+100(64*60+63+ 8*60+7+9*60+8)us=552534ms（2）分组模式 495us+28(860+7)us+9735ms+20(64+60+63+8+60+7+ 9460+8)us=189804ms因为数制转换和存储时间占整个交替检测时间很小，以及无法确定晶振频率，这里就不计算数制转换和存储时间。因此，分组模式所用时间明显少于单总线模式。图3 DS18B20分组方式温度采集流程第四章 设计实例沥青运输车是用于原料场和路面之间的主要输送设备，。由于沥青转运车在高寒地区作业或运送距离过长时不可避免的产生温降，这会影响路面的摊铺质量，所以必须根据外壳的散热情况采取具体的保温措施。本文设计了一套用于沥青运输车外壳温度分布的无线温度测试系统基于DS18B20分组方式，总共120个点。温度测试系统采用主从方式，下位机负责采集数据，存储数据，设置传感器，无线传输等。上位机采用PC机，主要负责接收下位机发送过来的温度数据，并进行显示，存储等数据管理工作以及简单的人机交互。4.1 系统硬件考虑到主控芯片需存储多点的温度值并进行数值转换，需要较多内部RAM，因此采用ATMEL公司89C52单片机，其带有256字节RAM和8KB E2PROM程序存储器。因为要对DS18B20的序列号进行区分和编码，所以增加了液晶模块和键盘模块,无线数传部分则选用收发一体式无线模块PTR2000，该模块可以有两个业余频段选择(4339MHd43433MHz)，波特率可调(最高可达20Kbits），可以直接接收单片机串I：I收据。系统硬件结构具体如下图所示，DSl8820采用电源供电方式，共分8组分别挂在P1 El(P10一P17)，无线模块则直接挂在串口上，硬件看门狗采用MAX813芯片当系统加电时，89C52的复位信号由MAX813的复位管脚输出，复位脉冲的值为200 ms。程序正常运行时，必须在小于16s的时间间隔内向MAX813的WDI管脚发送一个脉冲信号，以清除芯片内部看门狗定时器。若超过16s该管脚都没收到脉冲信号，则使89C52复位。考虑到系统须存取120个DSl8820的序列号。所以扩展了一片8K带掉电保护功能的数据存取器DSl225。1、 系统软件功能和流程温度测试系统软件部分，负责完成对DSl8820的编号、数据采集及转换、无线通讯及键盘管理等，为了调试程序方便，提高可靠性，采用了模块化设计，主要有键盘处理模块、无线通讯模块、温度采集和处理模块、显示模块等，软件流程具体如图所示。加电源复位后，89C52首先自检，当自检结束后调用各子程序模块。主程序负责键盘管理、系统初始化及各功能模块的调用。系统中留有口线以实现DSl8820的编程任务。利用键盘和显示配合读取120点DS18B20的序列号，之后编号存入DS1225Y中，一开始无线模块设置为接收状态，以接收采集数据启动命令，转换时，无无线模块设置为休眠状态，在进行温度数据上传时模块设置为发送状态，将温度数据和DS18B20的系统编号发送给上位机。采集和转换部分启动DS18B20转换，分组方式读取温度数据，存储数据等等。以下程序为采集，转换模块的主要内容：void Get_ Temperature(void) uchar i,j , temp_ lsb, temp_ msb;for(i=0;i8;i+)skip_rom(i);/跳过序列号检验write_bytes(0x44 );/各路同时开始温度转换for(j=0;j100;j+)/延时0.1s，等待转换结束delay(1000);For(j=0;j15;j+) match_ rom(j); read_ scratchpads (j); for(j=0;j= 4 ; temp_msb = 4 ;temp_lsb |=temp_msb; temp_msb = (temp_lsb/10) ;temp_msb =4 ; temp_lsb %= 10 ;temp_lsb |=t