能溫度傳感器Dsl8b20在多路測溫中的應(yīng)用

　　單總線芯片可以使得硬件結(jié)構(gòu)非常簡單，特別適合應(yīng)用在對于距離遠(yuǎn)、節(jié)點(diǎn)分布多的場合，如糧倉溫度檢測，大棚溫室溫度監(jiān)控等。本文給出的設(shè)計(jì)通用性好，可以方便地移植到其他應(yīng)用場合。

1 Dsl8b20編程簡介

　　每一片單總線芯片內(nèi)部都有一個(gè)全球惟一的64b編碼，在多路測溫時(shí)就是通過匹配每個(gè)芯片的ROM編碼(1D)，來搜尋該路的溫度。Dsl8b20有9個(gè)可擦寫的內(nèi)部寄存器，稱為便箋式RAM。所有的串行通訊，讀寫每一個(gè)bit位數(shù)據(jù)都必須嚴(yán)格遵守器件的時(shí)序邏輯來編程，同時(shí)還必須遵守總線命令序列，對單總線的Dsl8b20芯片來說，訪問每個(gè)器件都要遵守下列命令序列： 首先是初始化；其次執(zhí)行ROM命令；最后就是執(zhí)行功能命令(ROM命令和功能命令后面以表格形式給出)。

　　如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線器件不會響應(yīng)主機(jī)。當(dāng)然，搜索ROM命令和報(bào)警搜索命令，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，要返回初始化。

　　基于單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。

　　在主機(jī)檢測到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令。這些命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的惟一64 bROM代碼相關(guān)。在主機(jī)發(fā)出ROM命令，以訪問某個(gè)指定的Dsl8620，接著就可以發(fā)出Dsl8620支持的某個(gè)功能命令。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出Dsl8b20便箋式RAM、啟動溫度轉(zhuǎn)換。軟件實(shí)現(xiàn)　　Dsl8b20的工作嚴(yán)格遵守單總線協(xié)議：

　　(1)主機(jī)首先發(fā)一復(fù)位脈沖，信號線上所有Dsl8620器件都被復(fù)位。

　　(2)接著主機(jī)發(fā)送ROM命令，程序開始讀取單個(gè)在線的芯片ROM編碼并保存在單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲器中，然后卸下已讀出的，將未讀出編碼的Dsl8620逐個(gè)掛在總線上并讀取其ROM編碼，直到把所有的需要用到的Dsl8620的ROM編碼都離線讀出，最后用一個(gè)二維數(shù)組保存所有這些ROM編碼，數(shù)據(jù)保存在X25043中。

　　(3)系統(tǒng)工作時(shí)，把所有讀取了編碼的且需要用的Dsl8b20掛在總線上。發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令，再總線復(fù)位。

　　(4)然后就可以從剛才的二維數(shù)組逐個(gè)匹配在線的溫度傳感器，隨后發(fā)溫度讀取命令就可以依次獲得各路對應(yīng)的溫度值了。讀取溫度軟件流程框圖如圖1所示。

　　在主機(jī)初始化過程，主機(jī)通過拉低單總線至少480／us，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著，主機(jī)釋放總線，并進(jìn)入接收模式。當(dāng)總線被釋放后，上拉電阻將單總線拉高。在單總線器件檢測到上升沿后，延時(shí)15～60／us，接著通過拉低總線60-240／／s，以產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。

／／總線復(fù)位程序
bit dsl8b20_reset(void)
 
　

　　寫時(shí)隙均起始于主機(jī)拉低總線，產(chǎn)生寫1時(shí)隙的方式：主機(jī)在拉低總線后，接著必須在15uPs之內(nèi)釋放總線；而產(chǎn)生寫。時(shí)隙的方式：在主機(jī)拉低總線后，只需在整個(gè)時(shí)隙期間保持低電平即可(至少60us)。

　　在寫字節(jié)程序中的寫一個(gè)bit位的時(shí)候，沒有按照通常的分別寫。時(shí)序和寫1時(shí)序，而是把兩者結(jié)合起來，當(dāng)主機(jī)拉低總線后在15us之內(nèi)將要寫的位c給DO：如果c是高電平滿足15／is內(nèi)釋放總線的要求，如果c是低電平，則DO
＝c這條語句仍然是把總線拉在低電平，最后都通過延時(shí)58us完成一個(gè)寫時(shí)序(寫時(shí)序0或?qū)憰r(shí)序1)過程。

　　每個(gè)讀時(shí)隙都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us，在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)隙之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送?；?。所有讀時(shí)隙至少需要60us。

　　以上3個(gè)子程序雖然是針對Dsl8b20開發(fā)的，其實(shí)單總線芯片的時(shí)序都相似，只要根據(jù)其他類似芯片的時(shí)序特點(diǎn)對上述子程序稍做修改就可以同樣使用。下面是多點(diǎn)測溫主程序。輸入?yún)?shù)x為測溫點(diǎn)的號碼。

　　限于篇幅，這里沒有列出讀單個(gè)Dsl8620芯片ROM編號的程序。多路測溫沒有采用發(fā)ROM命令0FH搜索所有在線溫度傳感器，而是采用ROM命令33H先離線讀出需要用到的每個(gè)溫度傳感器，這樣做不但簡化了編程，也不用進(jìn)行在線的逐個(gè)搜索ROM編碼而浪費(fèi)大量的時(shí)間等待搜索是否完成(平均每搜索75個(gè)芯片ROM編碼需1s)。通過離線一片一片地讀出其中ROM編碼，在存儲這些編碼的二維數(shù)組中也可以事先匹配好測溫的對象。

3 應(yīng)用實(shí)例

　　在混凝土大壩溫度檢測中，需要實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確地顯示溫度變化情況，將溫度傳感器埋在需要溫度監(jiān)控的位置，每個(gè)測溫模塊在需要重點(diǎn)監(jiān)控溫度的地方都放置了測溫芯片，而測溫模塊分布很廣，所以單片機(jī)采用RS485總線形式與上位機(jī)通訊，該總線為主從式，通訊接口用RS485芯片MAXl487，經(jīng)驗(yàn)證，當(dāng)波特率選為9 600kb／s時(shí)，通訊距離可在2 km左右范圍正常工作，上位機(jī)發(fā)命令輪巡讀取下位機(jī)端溫度，下位機(jī)之間不傳遞數(shù)據(jù)，下位機(jī)收到上位機(jī)發(fā)來的命令，啟動測溫點(diǎn)溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完后送上位機(jī)，并在LED上顯示，整個(gè)工作由上位機(jī)程序和下位機(jī)串口中斷協(xié)調(diào)完成，該系統(tǒng)測溫值穩(wěn)定、精確。

4 結(jié) 語

　　在大范圍多點(diǎn)測溫系統(tǒng)中，這種分布式溫度監(jiān)控系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。