基于单总线的温度实时监控系统(YST).docx

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1、基于单总线的实时温度监控系统1引言基于数字温度传感器构成的实时监控系统确实具有精度高、抗干扰能力强、电路简单等诸多优点，温度传感器得到电缆长度达到几十米都可以正常读取温度数据，并且已经在站长开发的机房安全监控系统中得到了实际考验，那可是要365天从不间断地对机房及相关设备提供实时温度监控。1.1流程图本系统软件部分采用De1phi来实现初始化、数据采集处理、温度报表管理，其主程序的流程图见图1.图1主程序流程图本系统软件部分共分为3个部分，分别是：1）初始化程序。a.设置串行通信波特率；b.串行通讯方式的初始化；c.对TO,T1两个计数器的初始化；d.中断控制程序的初始化。此外，还负责从E2P

2、ROM中调出以前的采样参数，使器件能够以它采样温度数据。2）当监控到ONT1ME1和NT1ME2标记时作相应温度的存储、转换、发送处理。ONTIME1和NTIME2的标记主要有定时电路决定，当到达采样间隔时，做出相应的处理。3）采用动态显示方式即时显示温度，以节省电路规模，使得整个系统的体积变2硬件电路设计在硬件电路设计时，应着重考虑电子器件的供电方式，以及对器件的限压和限流保护.因为本次设计要求利用单总线技术，所以可以考虑使用寄生供电方式.设计的电路图如下。2.1软件设计2.1.1设计窗体本次设计要求软件的可视化窗体中包含实时温度显示、数据记录、存储管理和ROM数据，并且能将测得的数据保存到

3、指定的数据库中。窗体界面如下(a)温度计(b)存储管理(C)数据记录第ROM序列弓0OnIW1o乂098第二RoM序列弓：Soo(W(I136228当前蒙H帚度I：15.0OeOCor59.00当前实时温度7：14.S0MInr58.1OMF温段F限1温度上距50易度分清率TT荏度诜择E温度1温度2设置开给检恻I停止找测温度计U舞魅记录上存储管理MOMMIB显示实时混度(d)存储管理(e)RoM数据图3窗体界面实时温度显示中可以看到当前室温，并且可以显示摄氏温度和华氏温度.数据记录包含温度曲线和温度日志，可以显示一天内的温度变化曲线。存储管理和ROM数据用来对数据库中已经保存的温度数据进行管理

4、，如删除、转移等操作.3元器件的选择3.1主要元器件知识3o1o1DS18B20DS18B20是DA11AS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO-92小体积封装形式；温度测量范围为一55C+125,可编程为9位12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DSI8B20可以并联到3根或2根线上，只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统.1)DS18B20的内部结构DS1

5、8B20内部结构如图5所示，主要由4部分组成：64位RoM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和T1、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图7所示,DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端,在寄生电源接线方式时接地，见图5。图5DS18B20的管脚排列ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B2。的64位序列号均不相同.64位ROM的排的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1).ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。DS18B20中的

6、温度传感器完成对温度的测量，用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625C/1SB形式表达，其中S为符号位。例如+125C的数字输出为07DOH,+25.0625的数字输出为0191H,-25.0625的数字输出为FF6FH,-55C的数字输出为FC90H高低温报警触发器TH和T1、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、T1或配置寄存器写入。其中配置寄存器的格式如下：R1、Ro决定温度转换的精度位数：RIRO=00”，9位精度，最大转换时间为93。75ms；R1RO=01”，10位精度，最大转换时间为187。5ms；R1RO=“10”,11位精度

7、,最大转换时间为375ms；R1RO=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。高速暂存器是一个9字节的存储器。开始两个字节包含被测温度的数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、T1,配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1；第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。2)DS18B20的工作时序DS18B20的一线工作协议流程是：初始化一RoM操作指令一存储器操作指令f数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，如图6(a)(b)(c)所示.(a)初始化时序(b)写时序卜-15婚TST-IQ

8、aTZh1Sr(c)读时序图6DS18B20的工作时序图3)DS18B20与微处理器的连接DS18B20与微处理器的连接如下图7所示。(a)寄生电源工作方式(b)外接电源工作方式图1DS18B20与微处理器的典型连接图3.1.2DS2480B1)DS2480B主要特性串口UART/RS232至单总线通信协议的转接桥，可直接连到UART和5VRS232系统中，支持Da11as全系列单总线器件，如数字温度传感器DS18B20、A/D转换器DS2450等；将主机从单总线时序控制中解脱出来，提供规范的、灵活的和强驱动的单总线定时；支持标准UART通信，支持9.6(默认)、19。2、57.6和115.2

9、kbpS速率;具有较强的总线驱动能力，通信距离可达300m；可编程下拉摆率控制和有源上拉，工作范围5V,40+85,8引脚SOIC封装。2)管脚图及引脚说明IGND-I；RXD1-W,TXDNC36|PO1VDD45|VPP图8DS2480B的封装和引脚DS2480B为8脚贴片式封装，如图8所示。引脚功能如表1所列引脚号引脚名称引脚功能1GND地线21-W单总线输入输出端3NC悬空4VDD4。55。5V电压ppEPRoM编程电XRVrr_RQ-1RXU1):7TXD发送端8RXD接I攵端表1引脚功能说明DS2480B工作原理框图如图9所示。图9DS248OB工作原理框图3)DS2480B与RS

10、232的接口技术：DS2480B与RS232的接口如图10所示.图10DS2480B与RS232的接口图3o2元件清单4学习心得实训结束了，说长也不长，说短也不短，但是的确难熬。因为每天对着一台电脑，机械着制作、调试。测试成功激动万分，可万一出现一些小问题，那这是像热锅上的蚂蚁，到处乱窜，找老师找同学来帮忙解决，虽然实训过程有些苦，中午都是在机房度过，也没好好吃过一顿好午餐，但是收获还是颇丰.每一门专业的学习都需要理论结合实践，只是有时候学校的教学条件受到限制。但是没关系，对于每一次的实训我们都很珍惜，因为每一次我们都有很多的感受，因为这不仅仅是一次实训，也是对于我们各方面能力的培养，也能证明

11、我们自己的实力。这次实训给我的最大的启发就是学习需要灵活应变，学以致用，更要动脑子去思考问题.因为，对于我个人而言，有些程序的代码我还是看得懂的，但是我没有联系到实际.如果我在实训当中能认真的去思考一些问题，并把操作好好调试几遍，我想问题也就会减少很多.也就是说，知识需活学活用，勤学善思，当然，在以后的生活中、学习中也是如此.5参考文献1DS18B20ProgrammabIeReso1ution1-WireDigita1Therm0meter2DS248OBSeriaI1-Wire1ineDriverwith1oadSensor3左冬红，谢瑞和。实现单总线搜索ROM命令的一种算法4求是科技。单

12、片机典型模块设计实例导航附：源程序清单procedureTForm1。ReadTemPerature2(session_hand1e:Iongint);vartsht,i,tmp1:smaI1int;cr,cpc,tmpf,tm：Extended;rbuf：array0.9ofsma11int；st：Iongint；CRCByte,xiaxianbyte：Byte;begintmp:=Oo00;accessthedeviceif(TMAccess(session_hand1e,StateBuf)=1)thenbeginSendtherecaI1E2command(bysetting$B8too

13、utbyteinTMTouchByte)makesureScratchiscorrectTMTouchByte(session_hand1e,$B8);SendthestartTcommandif(TMAccess(session_hand1e,StateBuf)=i)thenbeginPreparethestrongpuI1upafternextTMTouchByeTMOneWire1eveI(sesSion_hand1e,1EVE1_SET,1EVE1_STRONG_PU11_UP,PRIMED_BYTE)；Sendtheconversioncommand(bysetting$44toou

14、tbyteinTMTouchByte)TMTouchByte(sessio_hand1e,$44);SIeepforasecondst:=GetTickCount+10OO；Whi1e(GetTickCount(st)doTMVa1idSession(Session_hand1e);Disab1ethestrongpu11upTMOneWjre1eve1(sessionhandie,1EVE1_SET,1EVE1_NORMA1FRIMED_NONE)；verifyconversioniscomp1etebysetting$01tooutbitinTMTouchBitandcheckthereturnvaIuewith1if(TMTouchBit(session_hand1e,$01)=$01)thenbeginAccessdeviceIf(TMAccess(session_handIeStateBuf)=1)thenbeginSendreadscratchcommandbysetting$BEtooutbyteinTMTouchByteTMTouchByte(session_hand1e,$BE);CRC8：=0；Readscratch(setting$FFtooutbyteinTMTouchByte)andcheckcrctoreachbyte)