【正文】 3 多路測溫程序框圖（六）DS18B20的主要特性 　　，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電； 　　，DS18B20在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DS18B20的雙向通訊； 　　，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫；　　，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)； 　　－55℃～＋125℃，在10～+85℃時精度為177。這種方式使其T值往往小于傳統(tǒng)方式（由于采取公用的放大電路和A/D轉(zhuǎn)換器，只能逐一轉(zhuǎn)換?？驁D中先有跳過ROM，即是啟動所有1820進行溫度變換，之后，通過匹配ROM，再逐一地讀回每個1820的溫度數(shù)據(jù)。當(dāng)主機需要對眾多在線1820的某一個進行操作時首先要發(fā)出匹配ROM命令(55H)，緊接著主機提供64位序列(包括該1820的48位序列號)，之后的操作就是針對該1820的。電路連接如圖32。本系統(tǒng)采用3腳封裝的DSl8B20，選用外加電源工作方式。DS18B20可通過兩種方式供電：外加電源工作方式和寄生電源方式。根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計需要，℃。用戶可根據(jù)需要通過對DS18B20的結(jié)構(gòu)寄存器Rl，R0賦不同值來設(shè)定測量溫度的分辨率。標志位(S)指示溫度是正是負，S=0為正，S=1為負。圖31 DS18B20 測溫原理框圖（三）存儲器結(jié)構(gòu)在DS18B20的存儲器中包括兩個字節(jié)的溫度寄存器和一個字節(jié)的結(jié)構(gòu)寄存器，結(jié)構(gòu)分別如表31和表32。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。（二）工作原理DS18B20測溫原理如圖31所示。　　直反式的玻璃光纖，其檢測頭處的光纖束是隨意布置的。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測區(qū)域，或從檢測區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌?。　　與玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運動的機械結(jié)構(gòu)上。　　多數(shù)的塑料光纖其檢測頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據(jù)使用將其剪短?！　　　∷芰瞎饫w由單根的光纖束（）構(gòu)成，通常有PVC外皮?！　〔ＡЧ饫w堅固并且性能可靠，可使用在高溫和有化學(xué)成分的環(huán)境中，它可以傳輸可見光和紅外光?！　〔ＡЧ饫w外部的保護層通常是柔性的不銹鋼護套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。每一根光纖從一端到另一端都需要精心布置，這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像?！　〔ＡЧ饫w內(nèi)的光纖束可以是緊湊布置的，也可隨意布置。檢測面經(jīng)過光學(xué)打磨，非常平滑。典型的光纜由幾百根單獨的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護套保護。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。這個接受角比兩倍的最大入射角略大，這是因為光纖在從空氣射入密度較大的光纖材料中時會有輕微的折射?！　蓷l入射光束（入射角在接受角以內(nèi)）沿光纖長度方向經(jīng)多次反射后，從另一端射出。光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一定范圍內(nèi)，），被全部反射回來。　　光纖分為塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。5. 光纖　　安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下，我們可以考慮使用光纖。對于對射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲波，則傳感器就會檢測到物體。4. 超聲波傳感器　　聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動頻率都超過了人耳所能聽到的范圍。目前研究的光纖溫度傳感器主要有輻射式溫度傳感器、半導(dǎo)體吸收式溫度傳感器、光纖溫度傳感器等。這樣，測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單，體積也不大，且由于AT89C2051可以帶多個DS18B20，因此可以非常容易實現(xiàn)多點測量，輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。在0—100攝氏度時，最大線形偏差小于1攝氏度。便于單片機處理及控制，省去傳統(tǒng)測溫方法的很多外圍電路。2．?dāng)?shù)字溫度傳感器采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，在多路測溫系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測溫方法是將遠距離采樣的模擬信號進行A/D轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的測溫精度，就必須采用措施解決由長線傳輸，多點測量切換及放大電路零點漂移等所造成的誤差補償問題。另外，這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器，不能進行多點測量。而且在溫度測量系統(tǒng)中,采用單片溫度傳感器,比如AD590，LM35等。DATA是DS18B20的數(shù)據(jù)線，用來傳送指令和溫度數(shù)據(jù)。數(shù)字溫度傳感器DS18B20有三個引腳，分別是VCC，GND，DATA。DS18B20內(nèi)部存儲器包括一個暫存RAM和一個非易失性電可擦除E2RAM。DS18B20的測溫范圍從55℃到125℃，℃，DS18B20的溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果的位數(shù)可以由軟件編程確定，可以直接輸出9至12位的數(shù)字信號，默認值為12位。DS18B20片內(nèi)ROM中有唯一的64位序列號，所以可以在一根總線上掛接任意多個DS18B20，這樣就可以很方便地構(gòu)成單線多點溫度測量系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用美國DALLAS公司的一款可編程單總線數(shù)字式溫度傳感器DS18B20進行溫度采集。在數(shù)據(jù)采集中，溫度的采集是重點也是難點，由于是多點溫度采集，所以在溫度傳感器的選擇上有一定的難度，在眾多應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測的溫敏元件當(dāng)中，溫敏電阻雖然成本低，但后續(xù)電路復(fù)雜，且需進行溫度標定。XTAL1：振蕩器的反相放大器輸入端，內(nèi)部時鐘產(chǎn)生器的輸入端。以后任何變化都不起作用。從外部程序存儲器取指令時，/EA必須被保持為低，如果/EA被保持為高，器件從內(nèi)部程序存儲器執(zhí)行。在從內(nèi)部程序存儲器取指期間，/PSEN無效。對外部程序存儲器讀選通。此時ALE僅在MOVX指令中有輸出。注意在對外部數(shù)據(jù)存儲器訪問期間，一個ALE脈沖被忽略。在對外部存儲器訪問期間，輸出脈沖用于鎖存地址的低字節(jié)。當(dāng)振蕩器正在運行時，在這個管腳上持續(xù)高電平兩個機器周期，外部僅接一個電容到VCC可構(gòu)成上電復(fù)位電路。/RD()：外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。CEX4/T1()：定時器1外部輸入，PCA的模塊4捕捉/比較外部I/O。/INT1()：外部中斷一。TXD()：串行輸出端。此時若管腳被外部拉為低內(nèi)部的上拉電阻將有電流流過。使用8位尋址方式(MOVXRi)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，管腳發(fā)送P2特殊功能寄存器的內(nèi)容。此時若管腳被外部拉為低，內(nèi)部的上拉電阻將有電流流過。：P2是個8位帶有內(nèi)部上拉的I/O準雙向口。 SCL()：I2C總線時鐘線(開漏)。 CEX1()：PCA的模塊1捕捉l比較外部I/O。 ECI()：對PCA的外部時鐘輸入。P1復(fù)用功能包括： T2()：定時器漸數(shù)器2外部計數(shù)輸入/時鐘輸出。對Pl的鎖存器寫入，時，管腳被內(nèi)部上拉為高電平，該端口為輸入口。此時端口若發(fā)送，時，內(nèi)部強上拉。：P0是個開漏準雙向I/O端口，對P0的鎖存器寫入1可懸浮該管腳作高阻抗輸入。VCC：電源。特點： 80C51中央處理單元 片內(nèi)可ISP和IAP編程的Flash存儲器 可用兼容87C51硬件接口的并行編程器編程 每個機器周期6個時鐘周期操作(標準) 每個機器周期，2個時鐘周期操作(可選)在每個機器周期6個時鐘周期下，速度高達20MHz(相當(dāng)于4OMHz)性能；在每個機器周期12個時鐘周期下速度高達33MHz RAM可外部擴展到64K字節(jié) 4個中斷優(yōu)先級 8個中斷源 4個8位I/O口全雙工增強型UART 一幀錯誤檢測 一自動地址識別功耗模式控制 一時鐘可被中止和繼續(xù) 一空閑模式 一掉電模式可編程的時鐘輸出 兩個DPTR寄存器 端口異步復(fù)位 I2C串行接口可編程的計數(shù)器陣列(PCA) 一PWM 一捕捉/比較P89C662芯片采用44腳PLCC封裝，各引腳功能如下：VSS：接地。該器件有四個8位I/O口，三個16位定時器/事件計數(shù)器，多中斷源，四個優(yōu)先級可嵌套中斷結(jié)構(gòu)，一個增強型UART和片內(nèi)振蕩器以及時序電路。一個OTP結(jié)構(gòu)位讓用戶選擇傳統(tǒng)的12個時鐘周期。在BootROM程序中可通過一個默認的串行下載器UART對Flash存儲器作sIP編程，而在Flash代碼區(qū)中并不需要有調(diào)用下載器的代碼，用戶程序可通過調(diào)用在BootROM中的標準子程對Flash存儲器擦寫和再編程(即IAP)。P89C662單片機內(nèi)帶32KBFlash存儲器，該存儲器既可并行編程也可以串行在系統(tǒng)編程(ISP)。管腳接地為0，懸空為l，地址表示成一字節(jié)，設(shè)置范圍063。同時通過通信接口，下位機接收中間控制機的控制指令，實現(xiàn)相應(yīng)的操作。單片機實現(xiàn)對各傳感器輸出的循環(huán)采集并根據(jù)其與環(huán)境參量的對應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的環(huán)境溫度值。 圖23下位機系統(tǒng)組成框圖下位機主要實現(xiàn)對溫度的現(xiàn)場采集及與中間控制機進行數(shù)據(jù)傳遞。（三）下位機系統(tǒng)的設(shè)計下位機系統(tǒng)即前端采集系統(tǒng)，由控制單片機P89C66環(huán)境溫度傳感器DS18B20和與中間控制機通信的接口組成。下位機則利用通信間隙不斷讀取目標中各個點的溫度，并更新其RAM中的數(shù)據(jù)，以備中間控制機讀取。并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各溫度的閥值給出報警信息，并將報警信息儲存供用戶和上位機查詢。在上位機對中間控制機沒有操作時，中間控制機通過串行口依次向各下位機發(fā)送讀取環(huán)境參量值命令，下位機接收到命令后將其RAM中的數(shù)據(jù)通過串行口上傳給中間控制機。（二）系統(tǒng)的工作過程上位機根據(jù)用戶設(shè)定，定時向中間控制機發(fā)出讀環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)命令。上位機與中間控制機是通過RS485總線方式連接。下位機與中間控制機之間通過串行口以RS485總線方式連接。中間控制機主要實現(xiàn)對下位機進行控制，實現(xiàn)對一個目