能溫度傳感器Dsl8b20在多路測溫中的應用

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

1 Dsl8b20編程簡介

　　每一片單總線芯片內(nèi)部都有一個全球惟一的64b編碼，在多路測溫時就是通過匹配每個芯片的ROM編碼(1D)，來搜尋該路的溫度。Dsl8b20有9個可擦寫的內(nèi)部寄存器，稱為便箋式RAM。所有的串行通訊，讀寫每一個bit位數(shù)據(jù)都必須嚴格遵守器件的時序邏輯來編程，同時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主機。當然，搜索ROM命令和報警搜索命令，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，初始化過程由主機發(fā)出的復位脈沖和從機響應的應答脈沖組成。應答脈沖使主機知道，總線上有從機設備，且準備就緒。

　　在主機檢測到應答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令。這些命令與各個從機設備的惟一64 bROM代碼相關。在主機發(fā)出ROM命令，以訪問某個指定的Dsl8620，接著就可以發(fā)出Dsl8620支持的某個功能命令。這些命令允許主機寫入或讀出Dsl8b20便箋式RAM、啟動溫度轉換。軟件實現(xiàn)　　Dsl8b20的工作嚴格遵守單總線協(xié)議：

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

　　(2)接著主機發(fā)送ROM命令，程序開始讀取單個在線的芯片ROM編碼并保存在單片機數(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，把所有讀取了編碼的且需要用的Dsl8b20掛在總線上。發(fā)溫度轉換命令，再總線復位。

　　(4)然后就可以從剛才的二維數(shù)組逐個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的溫度值了。讀取溫度軟件流程框圖如圖1所示。

　　在主機初始化過程，主機通過拉低單總線至少480／us，以產(chǎn)生復位脈沖。接著，主機釋放總線，并進入接收模式。當總線被釋放后，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15～60／us，接著通過拉低總線60-240／／s，以產(chǎn)生應答脈沖。

／／總線復位程序
bit dsl8b20_reset(void)
 
　

　　寫時隙均起始于主機拉低總線，產(chǎn)生寫1時隙的方式：主機在拉低總線后，接著必須在15uPs之內(nèi)釋放總線；而產(chǎn)生寫。時隙的方式：在主機拉低總線后，只需在整個時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bit位的時候，沒有按照通常的分別寫。時序和寫1時序，而是把兩者結合起來，當主機拉低總線后在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58us完成一個寫時序(寫時序0或寫時序1)過程。

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

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

　　限于篇幅，這里沒有列出讀單個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溫度傳感器，這樣做不但簡化了編程，也不用進行在線的逐個搜索ROM編碼而浪費大量的時間等待搜索是否完成(平均每搜索75個芯片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 應用實例

　　在混凝土大壩溫度檢測中，需要實時而準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，每個測溫模塊在需要重點監(jiān)控溫度的地方都放置了測溫芯片，而測溫模塊分布很廣，所以單片機采用RS485總線形式與上位機通訊，該總線為主從式，通訊接口用RS485芯片MAXl487，經(jīng)驗證，當波特率選為9 600kb／s時，通訊距離可在2 km左右范圍正常工作，上位機發(fā)命令輪巡讀取下位機端溫度，下位機之間不傳遞數(shù)據(jù)，下位機收到上位機發(fā)來的命令，啟動測溫點溫度轉換，轉換完后送上位機，并在LED上顯示，整個工作由上位機程序和下位機串口中斷協(xié)調完成，該系統(tǒng)測溫值穩(wěn)定、精確。

4 結 語

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