【文章內容簡介】 數據的對應關系 溫度 /℃ 二進制 數據輸出 十六進制數據輸出 +125 00000000 11111010 00FAH +25 00000000 00110010 0032H + 00000000 00000001 0001H 11111111 11111111 FFFFH 25 11111111 11001110 FFCEH 55 11111111 10010010 FF92H （ 2） DS18B20 的外部結構 DS18B20 采用 3 腳 PR35封裝或 8 腳 SOIC 封裝。此設計中采用 3腳封裝形式，引腳排列如圖 32所示。 I/O 為數據輸入輸出端（即單線總線）， 它屬于漏極開路輸出，外接上拉電阻后，常態(tài)下呈高電平。 VDD 是可供選用的外部 +5V電源端，不用時需接地。 GND 為地。 （ 3） DS18B20 使用中注意事項 DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在 9 實際應用中也應注意以下幾方面的問題： A、較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數據傳送，因此，在對 DS18B20 進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法 讀取測溫結果。在使用 PL/M、 C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時，對 DS18B20 操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 圖 32 DS18B20 的引腳排列圖 B、在 DS18B20 的有關資料中均未提及單總線上所掛 DS18B20 數量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個 DS18B20，在實際應用中并非如此。當單總線上所掛 DS18B20 超過 8個時，就需要解決微處理器的總線驅動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。 C、連接 DS18B20 的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m時， 讀取的測溫數據將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常 12位轉化后得到的 12位數據，存儲在 18B20 的兩個 8比特的 RAM 中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位位為只要將測到的數值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際溫度。 通訊距離可達 150m，當采用每米絞合次數更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產生畸變造成的。因此，在用DS18B20 進行長距離 測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 D、在 DS18B20 測溫程序設計中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉換命令后，程序總要等待DS18B20 的返回信號，一旦某個 DS18B20 接觸不好或斷線，當程序讀該 DS18B20 時，將沒 10 有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行 DS18B20 硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。 測溫電纜線建議采用屏蔽 4 芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接 VCC和地線，屏蔽層在源端單點接地。 紅外對管傳感器的特點 紅外對管傳感器模塊對環(huán)境光線適應能力強 ，其具有一對紅外線發(fā)射與接收管，發(fā)射管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當檢測方向遇到障礙物（如人體或其他遮擋物）時，紅外線反射回來被接收管接收，經過比較器電路處理之后，信號輸出接口輸出數字信號（一個低電平信號），可通過電位器旋鈕調節(jié)檢測距離，有效距離范圍 2～ 30cm，工作電壓為。該傳感器的探測距離可以通過電位器調節(jié)、具有干擾小、便于裝配、使用方便等特點，可以廣泛應用于對障礙物或移動物體是否遮擋發(fā)光管的判定。 紅外對管傳感器是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不 限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電管將輸入電流轉換為光信號射出，接收器再根據接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。多數光電管選用的是波長接近可見光的紅外線光波型。 （ 1）紅外對管傳感器的構成 紅外對管是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。紅外對管傳感器在一般情況下，由三部分構成，它們分為：發(fā)送器，接收器和檢測電路。 發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，發(fā)光二極管（ LED）和激光二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器由光電二極管或光電三極管組成。 在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。此外，光電傳感器的結構元件中還有發(fā)射板和光導纖維。 （ 2）分類和工作方式 a、槽光電開關 把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光，在無阻情況下光接收器能收到光。但當被檢測物體從槽中通過時，光被遮擋，光電開關便動作。輸出一個開關控制信號，切斷或接通負載電流，從而完成一次控制動作。槽形開關的檢測距離因為受整體結構的限制一般只有幾厘米。 b、對射式光電開光 若把發(fā)光器和 收光器分離開，就可使檢測距離加大。由一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關就稱為對射分離式光電開光，簡稱對射式光電開關。它的檢測距離可達幾米乃至幾十米。使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側，檢測物通過時阻擋 11 光路，收光器就動作輸出一個開關控制信號。 c、反光板反射式光電開關 把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內，在它的前方裝一塊反光板，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式（或反射鏡反射式）光電開關。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到；一旦光路被檢測物擋住，收光器接收不到光 信號時，光電開關就動作，輸出一個開關控制信號。 d、 擴散反射式光電開關 它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前方沒有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是收不到的；當檢測物通過時擋住了光，并把光部分反射回來，收光器就收到光信號，輸出一個開關控制信號。 e、光纖式光電開關 把發(fā)光器發(fā)出的光用光纖引導到檢測點，再把檢測到的光信號用光纖引導到光接收器就組成光纖式光電開關。按動作方式的不同，光纖式光電開關也可分成對射式、反光板反射式、擴散反射式等多種類型。 （ 3）術語 a、距離滯后：指的是測量板接近或 者移去時開關偏移的距離。距離滯后用開關距離的百分比來表示。 b、參考軸：發(fā)送器和接收器（對射型光電傳感器），或者發(fā)送器和目標 /反射板（反射型，反射板型光電傳感器）之間構成的相對的理想軸線。在對射型光電傳感器的情況下，參考軸是透鏡的光軸。在反射型和反射板型光電傳感器的情況下，參考軸是發(fā)送器和接收器透鏡的光軸之間的中線。 c、反射板盲區(qū)：光束在反射的過程中，有一段區(qū)域是不能識別反射板的區(qū)域，這段區(qū)域就是反射板的盲區(qū)。 d、 暗通（ ）：是指當接收裝置無光束射入時光電傳感器的開關接通；當反射型光電傳感 器接收反射光束，如果無物體出現(xiàn)，則開關接通，而當有物體出現(xiàn)在光束射線的中間時，開關就斷開。 e、亮動（ ）：是指當光學接收器受到光照的時候，傳感器的輸出接通。對射型和反射板型光電傳感器是在光線遮住的時候，輸出接通 。反射型光電傳感器，是在目標足夠接近的時候，輸出接通。 f、盲區(qū)：是指反射型光電傳感器不能識別目標的范圍。 g、 NAMUR：是化工行業(yè)檢測和控制技術的標準；要求儀表堅固可靠，適宜在易爆環(huán)境中工作。 12 遙控傳感器的特點 要實現(xiàn)無線報警組網，對組成的無線報警探頭和主機有一定的 技術要求：比如無線發(fā)射接收的工作頻率相同，這里提供的設備都是工作在 315M Hz 的，并且都用聲表諧振器穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度非常好，而且需要采用相同的編碼解碼芯片，這里都用 PT2262/PT2272，而且芯片的振蕩電阻相一致，振蕩電阻的大小決定了編碼波形高低電平的寬度。 PT2262/PT2272 是臺灣普城公司生產的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路， PT2262/PT2272 最多可有 12 位 (A0A11) 三態(tài)地址端管腳 (懸空 , 接高電平 , 接低電平 )，任意組合可提供 531441 地址碼， PT2262 最多可有 6 位 (D0D5) 數據端管腳，設定的地址碼和數據碼從 17管腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。 編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后， VT 腳才輸出高電平，與此同時相應的數據腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時， PT2262 不接通電源，其 17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時， PT2262 得電工作，其 第 17 腳輸出經調制的串行數據信號，當 17 腳為高電平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于 PT2262 的 17腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ ASK 調制）相當于調制度為 100 ％的調幅。 PT2262 發(fā)射模塊的原理圖如 圖 33 所示。 13 圖 33 PT2262 模塊電路原理圖 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 3 N o v 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n g s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \ 新建文件夾 1 \ M y D e s i g n . d d bD r a w n B y :123456789 1011121314151617181 0 0 n2 7 k4 7 k1 0 k4 k 71 0 k1k1 0 u1 0 k4 7 k 1 8 k1 5 0 k4 1 4 87 k 52 2 0 0 p1 0 u1k2 2 0 0 p9 0 1 82p1 0 p1pV C CP T 2 7 2 2 圖 34 PT2272 電路原理圖 PT2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示鎖存輸出，數據只要成功接收就能一直保持對應的電平狀態(tài)，直到下次遙控數據發(fā)生變化時改變。 M 表示非鎖存輸出，數據腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應， 14 可以用于類似點動的控制。后綴的 6 和 4 表示有幾路并行的控制通道，當采用 4 路并行數據時（ PT2272M4)，對應的地址編碼應該是 8 位，如果采用 6 路的并行數據時(PT2272M6) ，對應的地址編碼應該是 6 位。 要組成一個無線報警網最重要的是要正確設置各個無線探頭和主機編解碼芯片的地址碼和數據碼。 PT2262/PT2272（ SC2262/SC2272）的第 1～ 8 腳是芯片的地址碼設置腳，地址碼有三個狀態(tài)：懸空、接高電平、接低電平，地址碼就好比是一張身份識別的證書，只有發(fā)射端和接收端的地址碼設置成完全相同，才能互相確認通過。所以在同一個無線報警網中，地址碼必須相同，如果在同一個環(huán)境中有幾個無線報警網時，只要地址碼能互相區(qū)分就不會互相干擾。 PT2262/PT2272（ SC2262/SC2272）的第 10～ 14 腳是數據碼設置端，數據端可以是高電平 1或者是低電平 0，一共有 4個通道，所以從 0000～ 1111 一共有 16 個。數 據碼在無線報警網中主要的作用是區(qū)別不同的無線探頭，最多可以區(qū)分 16 個，有些主機出于成本和實用性的考慮，只用了其中的 8個，表示 8 路報警通道。 接收模塊使用超再生接收技術，采用 LC 振蕩電路，內含放大整形，輸出的數據信號為解碼后的高電平信號，使用極為方便，并且價格低廉，所以被廣泛使用。接收模塊有較寬的接收帶寬，一般為177。 10MHz，中心頻率一般在 315MHz 或 （如有特殊要求可調整頻率，頻率的調整范圍為 266MHz~433MHz。）。接收模塊一般采用直流 5V 電源供電，如有特殊要求可調整電壓范圍。 單片機單元設計 單片機應用系統(tǒng)中主機電路是核心，單片機當然就應該是核心的核心了，在選擇單片機時，需考慮其字長和指令功能，尋址范圍與尋址方式，位處理和中斷處理功能，定時計數和通訊功能，內部 RAM 的大小及芯片價格等。在內存容量要求不大，外部設備要求不多的應用系統(tǒng)中，采用 8 位微處理機較為合適。如應用系統(tǒng)比較復雜，運算功能較強，處理粘度高，運算速度快，則采用 16 位單片微機。在本次設計中，報警系統(tǒng)的功能是及時的對一些事件的早期預報，不需要完成很復雜的功能，因此選用 8 位的 STC89C52 單片機就能滿足本報警器的要 求。 STC89C52 單片機介紹