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澳门正规信誉-基于DSl8820的多点温度测量系统设计

时间:2021-04-15    

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本文介绍了一种基于数字温度传感器芯片DSl8820的高精度温度测量系统的设计方案。阐述了单总线数字温度传感器DSl8820的基本工作原理和使用方法。本文主要分析了由多个DSl8820组成的温度传感器网络的自动搜索算法,并给出了系统设计实例。

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在传统的温度测量系统设计中,经常使用模拟技术,不可避免地会遇到超前误差补偿、澳门正常声誉测量中的切换误差、信号调理电路误差等问题。但是,某一环节处理不当,可能会导致整个系统的性能下降。随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展,小型化、集成化和数字化正成为传感器发展的重要方向。美国达拉斯半导体公司推出的数字温度传感器DSl8820具有独特的单总线接口,只需要占用一个通用I/O端口就可以完成与微处理器的通信;在10 ~ 85的温度范围内,精度为0.5;9 ~ 12位分辨率可由用户编程。以上特点使得DSl8820非常适合在澳门建设一个口碑正常的高精度温度测量系统。

1 1 DSL 8820简介

1.1 DSL 8820的特性

DSl8820是美国达拉斯半导体公司继DSl820之后推出的改进型智能数字温度传感器。与传统热敏电阻相比,可直接读取被测温度,并可根据实际需要编程实现9 ~ 12位数字值读取;9位和12位数字分别可以在93.75ms和75ms内完成;从DSl8820读写信息只需要一条端口线(单线接口);温度转换电源来自数据总线,总线本身可以在不额外供电的情况下为连接的DSl8820供电。使用DSl8820可以使系统结构更加简单可靠。与DSl820相比,DSl8820在温度测量精度、转换时间、传输距离和分辨率方面都有很大的提高。

1.2DSl8820内部结构和工作原理

DSl8820的内部结构如图1所示,主要包括寄生电源电路、64位ROM和单线接口、存储器和控制逻辑、用于存储中间数据的暂存存储器、温度传感器、报警上限寄存器TH、报警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC(循环冗余校验码)发生器。

DSl8820的核心是它的数字温度传感器,通过用户编程可以将精度配置为9、10、ll、12位,分别对应0.5、0.25、0.125、0.0625,可以满足各种分辨率要求。要开始温度转换,微处理器需要向DSl8820发送一个转换命令。转换完成后,温度数据存储在暂存存储器的温度寄存器中,占用2个字节,DSl8820返回空闲状态。当DSl8820采用外接电源模式时,主机可以在发送温度转换指令后发起读取时隙。如果此时DSl8820已经完成温度转换,则返回“1”,否则返回“0”。

温度测量系统的设计

由美国DS和微芯片公司推出的PIC单片机PICl8F8620及相关外围电路组成的高精度澳门正常信誉测温系统结构框图如图2所示。该系统采用6片DSl8820构成一个小型温度传感器网络,通过单线连接与微处理器的通用I/O端口RB0相连。DSl8820的分辨率为11位模式,即0.125。微处理器通过单线共分泌与温度传感器网络通信。微处理器获得温度信息后,通过特定的算法,通过USB端口或RS485接口将处理后的温度信息传输到上位机。

2.1 DSL 8820的自动搜索算法

由于系统使用多个DS18B20组成温度传感器网络,如何准确有效地对每个温度传感器进行寻址成为系统设计的核心问题。根据DS的实际特点和系统要求,提出以下解决方案:首先,利用DS的内部报警上限寄存器(如图1所示,以下简称“TH寄存器”)存储温度传感器的编号,将其编号粘贴在温度传感器的表面。由于TH寄存器具有掉电不丢失数据的功能,因此每个DSl8820唯一的64位澳门常规信誉及其序列号被一一映射。这个过程需要对DSl8820单独编程。然后将确定数量的温度传感器接入单线网络,利用DSl8820独有的单线网络自动搜索功能,可以搜索到每台DSl8820的澳门定期信誉。然后利用澳门正规信誉和相应的rom操作指令,从各DSl8820的TH寄存器中读出相应的设定数,即可实现各DS的寻址功能。以下重点介绍自动搜索功能。

每片DS有唯一的64位澳门正规信誉,存储在只读存储器(ROM)中,其结构如下:

其中低8位是产品的工厂代码(DSl882(1为28H),接着是每个器件的唯一序号,共48位,最高8位是前56位的循环冗余校验码。这就准许总线主机对总线上特定的DS进行寻址。只有与64位澳门正规信誉严格相符的DSl8820,才能对后续的操作作出反应。所有与64位澳门正规信誉不符的DSl8820将等待复位脉冲。

搜索算法首先通过复位和在线应答脉冲时隙将单线总线上的所有DS复位。成功地执行该操作后发送1字节的搜索命令,使所有连接到单总线的DSl8820准备就绪,开始进行搜索操作。搜索命令发出之后,开始实际的搜索过程。

首先,总线上的所有DSl8820同时发送澳门正规信誉中的第1位(最低有效位,参见上述DS内部64位澳门正规信誉结构)。按照单总线的特性,当所有DS同时应答主机时,结果相当于全部被发送数据位的逻辑“与”。DSl8820发送其澳门正规信誉的第1位后,主机启动下一位操作,接着DS发送第l位数据的补码。从两次读到的数据位可以对澳门正规信誉的第1位作出几种判断,如表1所列。

然后,主机向总线上的所有器件发回一个指定位。如果DSl8820巾澳门正规信誉的当前位的值与该数据位匹配,则继续参与搜索过程;若DS的当前位与之不匹配,则该器件转换到等待状态并保持等待状态,直到下一个复位信号到来。其余63位澳门正规信誉的搜索依然按照这种读2位写1位的模式进行重复操作。按照这种搜索算法进行下去,最终除了唯一一个DSl8820外,所有DS将进入等待状态,经过最后一轮检测就可得到最后保留未进入等待状态的DSl8820的澳门正规信誉。在后续搜索过程中选用不同的路径或分支来查找其他器件的澳门正规信誉,即可完成所有器件澳门正规信誉的识别。

2.2软件系统设计

系统软件采用C语言编写。在中断服务程序中,实现用户输入以及和上位机的接口功能;在主程序中,实现温度传感器网络的自动搜索、编号排序、获取温度信息,并根据预先设定的温度上下限,实现相应的报警功能。该系统中,根据不同的分辨率要求,DSl8820的分辨率可通过编程设定,最高分辨率为12位,即0.0625℃,可满足高精度设计要求。同时,由于设计中使用传感器网络的自动搜索算法,因此,当对网络中的温度传感器作出调整(如更换、添加、删除等操作)时,系统具有很强的自适应能力。系统软件流程如图3所示。

3结论

在传统的温度测量系统中,往往采用模拟的温度传感器进行设计,必须经过A/D转换后才可以被微处理器识别和处理。这样的设计方法不仅对前端模拟信号处理电路提出了更高的要求,而且不具有数字通信和网络功能。本文结合DSl8820的新特性和现代温度测量系统提出的新要求,提出了基于智能数字温度传感器DSl8820的高精度、澳门正规信誉温度测量系统设计方案。该方案具有安装方便、数字化程度高、精度高、适应性强等特点,在多种温度检测中具有广阔的应用前景。

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