基于单总线的实时温度监控系统

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1、基于单总线的实时温度监控系统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。图2基于单总线的温度实时监控系统硬件电路总图2.3软件设计2.3.1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指定的数据库中。窗体界面如下。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

2、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，如删除、转移等操作。2.3.2软件编程本系统软件部分采用Delphi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4。图4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E2PROM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ONTIME1和NTIME2标记时作相应温度的存储、转换、发送处理。ONTIME1和NTIM

3、E2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小。3元器件的选择3.1主要元器件知识3.1.1DS18B20DS18B20是DALLAS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－55℃～＋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DS18B20可以并联到3根或2根线上，只需一根端口线就

4、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DS18B20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TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图7-1-2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6。图5DS18B20的内部结构图6DS18B20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

5、DS18B20的地址序列码，每个DS18B20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0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。例如＋125℃的数字输出为07D0H，＋25.0625℃的数字输出为0191H，－25.0625℃的数字输出为FF6FH，－55℃的数字输出为FC90H。高低温报警触发器TH和

6、TL、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、TL或配置寄存器写入。其中配置寄存器的格式如下：0R1R011111MSBLSBR1、R0决定温度转换的精度位数：R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为187.5ms；R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=“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

7、是TH、TL、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→ROM操作指令→存储器操作指令→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7（a）（b）（c）所示。（a）初始化时序（b）写时序（c）读时序图7DS18B20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8所示。（a）寄生电源工作方式（b）外接电源工作方式图8DS18

8、B20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