基于單總線的測溫系統(tǒng)方案解析

單總線技術(shù)是美國Dallas公司的一項(xiàng)專有技術(shù)，采用單根信號(hào)線傳輸數(shù)據(jù)，具有節(jié)省I/O口資源、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。單總線技術(shù)適用于單個(gè)主機(jī)系統(tǒng)控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備。Dallas公司的單總線產(chǎn)品中均有一個(gè)8字節(jié)只讀存儲(chǔ)器(ROM)，用于存放產(chǎn)品的序列號(hào)(每個(gè)芯片唯一的64位標(biāo)識(shí)代碼)。如圖1所示，從低位起第一個(gè)字節(jié)(8位)是器件的家族代碼，表示產(chǎn)品的分類;接下來的6個(gè)字節(jié)(48位)是每個(gè)器件唯一的ID號(hào);最后一個(gè)字節(jié)(8位)是前56位的CRC校驗(yàn)碼。同一種類型的器件有248個(gè)ID號(hào)碼總量，確保了在總線上不會(huì)產(chǎn)生地址沖突。

傳統(tǒng)的基于單總線的測溫系統(tǒng)采用ROM搜索的方式在線識(shí)別掛接在總線上器件的注冊碼和器件的類型，由此可在線確定總線上的器件數(shù)量。但是，隨著掛接在總線上的單總線器件增加，搜索ROM的時(shí)間也隨之增加，系統(tǒng)開銷增大。基于此，本設(shè)計(jì)采用支持菊鏈模式的新型數(shù)字溫度傳感器芯片DS28EA00組建單總線測溫網(wǎng)絡(luò)。該方案無需進(jìn)行傳統(tǒng)的ROM搜索步驟，允許用戶將器件在鏈路中的物理位置與序列號(hào)對應(yīng)，節(jié)省了RAM開銷，簡化了基于單總線的應(yīng)用設(shè)計(jì)。

1 DS28EA00特性分析

DS28EA00是具有9位(0.5℃)至12位(0.062 5℃)分辨率和用戶可編程非易失性(NV)上/下觸發(fā)點(diǎn)報(bào)警功能的數(shù)字溫度計(jì)。每個(gè)DS28EA 00都有工廠編程的唯一64位序列號(hào)。DS28EA00具有滯回和干擾濾波功能，使其能夠在大的單總線網(wǎng)絡(luò)中可靠工作。與其他單總線器件(例如DS18B20)不同，DS28EA00具有兩個(gè)額外的引腳用以執(zhí)行順序檢測功能。該特性允許用戶將器件在鏈路中的物理位置與序列號(hào)對應(yīng)，例如用來測量儲(chǔ)存塔不同高度處的溫度。如果無需順序檢測功能，這些引腳可作為通用輸入或輸出。

2 基于DS28EA00的測溫系統(tǒng)的硬件連接

采用DS28EA00的單總線測溫系統(tǒng)硬件連接圖如圖2所示，主控制器采用51系列單片機(jī)，通過一個(gè)通用I/O口與單總線器件DS28EA00連接。與Dallas其他的數(shù)字溫度傳感器不同，DS28EA00具有兩個(gè)額外的引腳PIOA和PIOB。其中，除了連接在總線上的第一個(gè)DS28EA00的PIOB接地外，其他每一個(gè)器件的PIOA均與下一個(gè)器件的PIOB相連接，最后一個(gè)DS28EAOO的PIOA懸空或接地，所有的DS28EA00采用菊鏈的方式互連在一起。微控制器的其他部分連接輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和通信接口。