论文研究-基于DS18B20的矿井多点温度监测系统研究 .pdf

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基于DS18B20的矿井多点温度监测系统研究,张卫东,,煤矿井下环境复杂,对温度安全要求性极高。本文则在此基础上,详细介绍了DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器DS18B20器件的内部结��
巾国武技义在线 http://www.paper.edu.cn 种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将单片机作为主机,DSl8B20 作为从机。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求从机回送 数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在前。 基于DS8B20的矿井多点温度监测系统 3.1硬件设计 系统主要由 ATmega28单片机和单总线数字温度传感器DS1820组成。温度信号由 DS18B20采集,并在其內部完成A①D转换,通过单总线输出数字信号送入 ATmegal28进 行处理。整个系统的作用是完成数据的采集、处理、显示和报警等功能。DS18B20的供电 方式为外部电源。温度测量系统硬件结构图如图3所示。 数据采集 ATmegal28 数字显示 单片机 按键设定 报警显示 图3.系统硬件结构图 多片DS18B20均只需要接到单片机的一个IO口上,不仅节约了单片机的IO口线 还给现场测量布线带來了极大的方便,非常适合在煤矿井下等复杂现场环境使用,如图4 所小。在系统安装及工作之前必须将DS18B20逐个与单片机挂接,使用读ROM指令从每 个DS8B20的光刻ROM中读出其序列号,然后分别在软件系统中为它们命名,以便后续 对其操作。的 DS18B20 DS18B20 DS18B20 vCc 88 .Tmega 128 H 7K 图4.DSl8B20多点测温原理图 根据DS18B20的通信协议,单片机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤: 每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作,复位成功后发送一条ROM指令,最后发 送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。 复位要求主机CPU将数据线拉低500us,然后释放,当DSI8B20收到信号后等待16-60 us左右,后发出60~240us的应答低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功然后向DSI8B20 发送一条跳过ROM操作命令(0CCH〕,之后发送RAM操做命令,开始启动DSl8B20进 行转换(44H)接着再次复位,再发送一条跳过ROM操作命令(0CCH,最后发送RAM 操做命令,读取温度值(OBEH)。 巾国利技论文在线 http:/www.paper.edu.cn 处理温度值子程序:将RAM中读取值进行温度值正负的判定,若该温度值为负,则首 先将补码变为原码。本文采用12位AD转换精度,应先计算小数点后4位的温度值,再 计算相应整数部分的温度值并相应进行BCD码的转换运算,最终得到所测温度。 32软件设计 系统软件设计采用模块化设计,程序采用C语言编写,系统功能由DS8B20初始化子 程序、读/写子程序、温度转换子程序、显示子程序、报警子程序等完成ε系统软件设训流 程图如图5所 测温开始 复位DS18B20 发出跳出ROM指令 发温度转换命令 延迟 转换完毕 复位DSl8B20 复位DS18B20 发匹配ROM指令 发报警搜索命令 指向下一个发1个DS18B2序号 N DSI8B20 有DS8B20温度超限> Y 读温度值 报警 送显示器显示 显示报警 Dsl8B20编号 N个DS18B20转换完 图5.系统软件设训流程图 4.结束语 DSl8B20集温度测量A①D转换于一身,具有休积小动态范围宽、测量精度高、单总线 结构等优点,能较好的解决热敏电阻可靠性差、测量温度准确率低等缺点,而单总线器件具 中国科技论文在线 http://www.paper.edu.cn 有很强的扩展性,还可以组建多点测温监测网络,而且输出的数字量可以直接供单片机处理, 版大地提高了系统的抗干扰性和可靠性,有利于在煤矿井下复杂环境的布线工作。因而,该 设计在煤矿井下有着广泛的应用前景。 参考文献 J晓进,史小年朱为堵国梁.基于DS18B20的多点温度检测[小电子工程帅,2006,32(7)1-3 [2]焦敏.基于DS18B20的测温系统设计J.中国新通信,2009,5:86-88 [3]沈建良,赵文宏,贾玉昆,工华东,胡克佳, ATmega128单片机入门与提高[M.北京航空航天大 学,2009,1:460-466 Multi Point Temperature Monitoring System Based on DSI8B20 in Coal mine Zhang Weidong School of Information and Electrical Engineering, China University of mining technology, Xuzhou, Jiangsu, China(221008) Abstract There is complex in coal mine. extremely requires safety of temperature. The internal structure, control instruction of the 1-wire digital temperature sensor DS18B20 are introduced detailedly in this paper. At last, the hardware interface circuit and soft ware design measure of multi point temperature monitoring system in coal mine are offered by combing with SCM Key words: DSI8B20; Almega128; Temperature Monitoring

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