【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 85轉(zhuǎn)換器，以達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?。?jì)算機(jī)主要是進(jìn)行編程，對(duì)溫度進(jìn)行顯示、報(bào)警和控制等。 系統(tǒng)工作原理采用單總線(xiàn)技術(shù)設(shè)計(jì)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)以AT89C2051單片機(jī)為主機(jī)，其他設(shè)備為從設(shè)備。單片機(jī)通過(guò)RS485總線(xiàn)與PC機(jī)通訊。PC機(jī)作上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，控制器選用Max705組成上電復(fù)位和看門(mén)狗電路。該系統(tǒng)只要一條雙絞線(xiàn)(一根為信號(hào)線(xiàn)，一根為地線(xiàn))從單片機(jī)拉向監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，然后將各種監(jiān)控對(duì)象(傳感器)掛接在一根總線(xiàn)上就可以了。本系統(tǒng)通過(guò)單總線(xiàn)可以?huà)旖雍芏鄠€(gè)智能溫度傳感器DS18B20，用于溫室大棚內(nèi)不同地方的溫度測(cè)量和控制。 該溫度測(cè)控系統(tǒng)的工作原理就是進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程和單片機(jī)編程，使智能溫度傳感器DS18B20正常工作，去檢測(cè)大棚內(nèi)實(shí)際的溫度，并由數(shù)字顯示電路顯示出當(dāng)時(shí)的溫度值。如果采集的溫度值高于上限報(bào)警溫度，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警，并同時(shí)起動(dòng)制冷設(shè)備，把溫度降下來(lái)，當(dāng)溫度降到一定的程度，即低于上限復(fù)位值時(shí)，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(bào)警溫度值時(shí)，系統(tǒng)又發(fā)出報(bào)警，并同時(shí)起動(dòng)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(shí)，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(jī)構(gòu)采用開(kāi)關(guān)量控制，本系統(tǒng)選用了可尋址的單總線(xiàn)控制開(kāi)關(guān)DS2405，由它送出1位?；?作為控制碼信息，去勝制報(bào)警設(shè)備、通風(fēng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(空調(diào))等的開(kāi)啟與關(guān)閉。當(dāng)單片機(jī)發(fā)現(xiàn)溫度傳感器 DS18B20采集到大棚內(nèi)的實(shí)際溫度超過(guò)溫度限制時(shí)，便讓控制開(kāi)關(guān)DS2405去開(kāi)啟聲光報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)開(kāi)啟空調(diào)機(jī)工作。DS2405是DALLAS公司提供了一種可尋址的開(kāi)關(guān)器件，其主要特性為：。，控制漏極開(kāi)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(kāi)路狀態(tài)易受靜電等干擾侵入，通常在單總線(xiàn)線(xiàn)路的末端都接上DS9502之類(lèi)防靜電保護(hù)電路。每個(gè)與單總線(xiàn)直接相連的測(cè)控對(duì)象的機(jī)構(gòu)芯片內(nèi)均有一個(gè)64位(bit)的ROM，其中存有48位(hit)二進(jìn)制編碼的序列號(hào)，稱(chēng)之為身份證，以確保芯片掛接在總線(xiàn)上可以被識(shí)別出來(lái)，這是在單總線(xiàn)上實(shí)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(cè)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(guò)了三個(gè)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(chēng)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(wèn)世的，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯片上，可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專(zhuān)用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一(僅測(cè)量溫度)、測(cè)溫誤差小、價(jià)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(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線(xiàn)性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。它是目前在國(guó)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(kāi)關(guān)和可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有LM5AD22105和MAX6509。某些增強(qiáng)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(shí)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(chēng)數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。目前，國(guó)際上已開(kāi)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(hào)處理器、存儲(chǔ)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(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。智能溫度傳感器的特點(diǎn)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(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開(kāi)發(fā)水平。目前，國(guó)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(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)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(cè)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(guó)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(xiàn)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(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)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(xiàn)(單線(xiàn)接口)讀寫(xiě)，溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線(xiàn)，總線(xiàn)本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無(wú)需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。同時(shí)其“一線(xiàn)總線(xiàn)”獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶(hù)可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入了全新的概念。DS18B20“一線(xiàn)總線(xiàn)”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線(xiàn)總線(xiàn)”接口，測(cè)量溫度范圍為55℃—+125℃，在10—+85℃范圍內(nèi)，℃?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線(xiàn)總線(xiàn)”的數(shù)字方式傳輸，用符號(hào)擴(kuò)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(xiàn)器件DS18B20適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類(lèi)消費(fèi)電子產(chǎn)品等。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)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(hù)帶來(lái)了更方便和更令人滿(mǎn)意的效果?？蓮V泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測(cè)量及控制儀器、測(cè)控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。 DS18B20的性能特點(diǎn)：DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DSI8B20的雙向通訊。3.(3)可用數(shù)據(jù)線(xiàn)供電，供電電壓范圍：+—+。：55—+l25℃?！妗．?dāng)在10℃—+85℃范圍內(nèi)，℃，在55—+125℃范圍內(nèi)，測(cè)量誤差也不超過(guò)2℃?！?2位的數(shù)字讀數(shù)方式。，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)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(shí)，能保護(hù)DS18B20不會(huì)因發(fā)熱而燒毀。但此時(shí)芯片無(wú)法正常工作。10適配各種單片機(jī)或系統(tǒng)。，扣除8位產(chǎn)品系列號(hào)和8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)之后，產(chǎn)品序號(hào)占48位。出廠(chǎng)前產(chǎn)品序號(hào)存入其ROM中。在構(gòu)成大型溫控系統(tǒng)時(shí)，允許在單線(xiàn)總線(xiàn)上掛接多片DS18B20。 DS18B20的控制方法在硬件上，DS18B20與單片機(jī)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(jī)的I/0線(xiàn)相連；另一種是用寄生電源供電，此時(shí) DSI8B20的UDD、GND接地，其I/0接單片機(jī)I/0。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，DS18B20的I/0口線(xiàn)要接5K見(jiàn)左右的上拉電阻。DS18B20有六條控制命令，：指令約定代碼操作說(shuō)明溫度轉(zhuǎn)換44H啟動(dòng)在線(xiàn)的DS18b20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換讀存儲(chǔ)器BEH讀取溫度寄存器的溫度值寫(xiě)暫存器4EH將兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫(xiě)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(dòng)DS18B30發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPU(“0”為寄生電源，“1”為外部電源）CPU對(duì)DS18B20的訪(fǎng)問(wèn)流程是：先對(duì)DS18B20初始化,再進(jìn)行ROM操作命令,最后才能對(duì)存儲(chǔ)器操作和對(duì)數(shù)據(jù)操作。DS18B20每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時(shí)序和通信協(xié)議。例如主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過(guò)程，根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，必須經(jīng)歷三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì)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(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。 DS18B20的測(cè)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(hào)送給減法計(jì)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(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。圖中還隱含著計(jì)數(shù)門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將55℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器1重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖3—6中的斜率累