【文章內(nèi)容簡介】 85轉(zhuǎn)換器，以達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?。計算機主要是進(jìn)行編程，對溫度進(jìn)行顯示、報警和控制等。 系統(tǒng)工作原理采用單總線技術(shù)設(shè)計的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，整個系統(tǒng)以AT89C2051單片機為主機，其他設(shè)備為從設(shè)備。單片機通過RS485總線與PC機通訊。PC機作上位機進(jìn)行實時監(jiān)控管理，控制器選用Max705組成上電復(fù)位和看門狗電路。該系統(tǒng)只要一條雙絞線(一根為信號線，一根為地線)從單片機拉向監(jiān)控現(xiàn)場，然后將各種監(jiān)控對象(傳感器)掛接在一根總線上就可以了。本系統(tǒng)通過單總線可以掛接很多個智能溫度傳感器DS18B20，用于溫室大棚內(nèi)不同地方的溫度測量和控制。 該溫度測控系統(tǒng)的工作原理就是進(jìn)行計算機編程和單片機編程，使智能溫度傳感器DS18B20正常工作，去檢測大棚內(nèi)實際的溫度，并由數(shù)字顯示電路顯示出當(dāng)時的溫度值。如果采集的溫度值高于上限報警溫度，系統(tǒng)將發(fā)出報警，并同時起動制冷設(shè)備，把溫度降下來，當(dāng)溫度降到一定的程度，即低于上限復(fù)位值時，立即關(guān)閉制冷設(shè)備，使制冷設(shè)備停止工作。當(dāng)采集的溫度值低于下限報警溫度值時，系統(tǒng)又發(fā)出報警，并同時起動制熱設(shè)備，使大棚內(nèi)的溫度上升，當(dāng)溫度上升到一定的程度，即高于下限復(fù)位值時，立即關(guān)閉制熱設(shè)備，使制熱設(shè)備停止工作從而使溫室大棚的溫度值維持在一定的范圍內(nèi)。溫室控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)采用開關(guān)量控制，本系統(tǒng)選用了可尋址的單總線控制開關(guān)DS2405，由它送出1位。或1作為控制碼信息，去勝制報警設(shè)備、通風(fēng)機執(zhí)行機構(gòu)(空調(diào))等的開啟與關(guān)閉。當(dāng)單片機發(fā)現(xiàn)溫度傳感器 DS18B20采集到大棚內(nèi)的實際溫度超過溫度限制時，便讓控制開關(guān)DS2405去開啟聲光報警器報警，同時開啟空調(diào)機工作。DS2405是DALLAS公司提供了一種可尋址的開關(guān)器件，其主要特性為：。，控制漏極開路輸出端的通斷狀態(tài)。：TO—92三腳塑封；SOT—223四腳平面封裝和C—Lead六腳表面安裝封裝。DS9502為防靜電保護(hù)二極管。為防止處在開路狀態(tài)易受靜電等干擾侵入，通常在單總線線路的末端都接上DS9502之類防靜電保護(hù)電路。每個與單總線直接相連的測控對象的機構(gòu)芯片內(nèi)均有一個64位(bit)的ROM，其中存有48位(hit)二進(jìn)制編碼的序列號，稱之為身份證，以確保芯片掛接在總線上可以被識別出來，這是在單總線上實現(xiàn)定位和尋址通信的關(guān)鍵所在。 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo) ：55℃— +125℃，：℃，≤500ms。 溫度傳感器的選擇測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發(fā)展主要大體經(jīng)過了三個階段：(含敏感元件)；；。模擬集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個芯片上，可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一(僅測量溫度)、測溫誤差小、價格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡單。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD59TMP1LM135等。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)和可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有LM5AD22105和MAX6509。某些增強型集成溫度控制器(例如TC652/653)中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng)，工作時并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問世的。它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。智能溫度傳感器的特點是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字式、從集成化向智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展。智能溫度傳感器DS18B20正是朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。因此，智能溫度傳感器DS18B20作為溫度測量裝置己廣泛應(yīng)用于人民的日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。 DS18B20的介紹DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS18B20之后最新推出的一種數(shù)字化單總線器件，屬于新一代適配微處理器的改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9—2位數(shù)字值讀數(shù)方式。，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。同時其“一線總線”獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入了全新的概念。DS18B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為55℃—+125℃，在10—+85℃范圍內(nèi)，℃?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。因此，數(shù)字化單總線器件DS18B20適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。它在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820都有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便和更令人滿意的效果。可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測量及控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。 DS18B20的性能特點：DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DSI8B20的雙向通訊。3.(3)可用數(shù)據(jù)線供電，供電電壓范圍：+—+。：55—+l25℃。℃。當(dāng)在10℃—+85℃范圍內(nèi)，℃，在55—+125℃范圍內(nèi)，測量誤差也不超過2℃?！?2位的數(shù)字讀數(shù)方式。，多個 DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。，即具有電源反接保護(hù)電路。當(dāng)電源電壓的極性反接時，能保護(hù)DS18B20不會因發(fā)熱而燒毀。但此時芯片無法正常工作。10適配各種單片機或系統(tǒng)。，扣除8位產(chǎn)品系列號和8位循環(huán)冗余校驗碼(CRC)之后，產(chǎn)品序號占48位。出廠前產(chǎn)品序號存入其ROM中。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時，允許在單線總線上掛接多片DS18B20。 DS18B20的控制方法在硬件上，DS18B20與單片機的連接有兩種方法。一種是將DS18B20的UDD接外部電源，GND接地，其I/0與單片機的I/0線相連；另一種是用寄生電源供電，此時 DSI8B20的UDD、GND接地，其I/0接單片機I/0。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，DS18B20的I/0口線要接5K見左右的上拉電阻。DS18B20有六條控制命令，：指令約定代碼操作說明溫度轉(zhuǎn)換44H啟動在線的DS18b20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換讀存儲器BEH讀取溫度寄存器的溫度值寫暫存器4EH將兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入溫度寄存器的TH、TL字節(jié)復(fù)制暫存器48H將溫度寄存器的數(shù)值拷貝到E2RAM中，保證溫度值不丟失重新調(diào) E2RAMB8H將E2RAM中的數(shù)值拷貝到溫度寄存器中讀電源供電方式B4H啟動DS18B30發(fā)送電源供電方式的信號給主CPU(“0”為寄生電源，“1”為外部電源）CPU對DS18B20的訪問流程是：先對DS18B20初始化,再進(jìn)行ROM操作命令,最后才能對存儲器操作和對數(shù)據(jù)操作。DS18B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時序和通信協(xié)議。例如主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，必須經(jīng)歷三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。 DS18B20的測溫原理。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率隨溫度變化而明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入。圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將55℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖3—6中的斜率累