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基于单总线技术的温度监控系统硬件设计 杨永增 (嘉应学院电子信息工程系，广东梅州514015) 【摘要】温度是一种最基本的环境参数，在工农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。本文 对传统总线及单总线技术作了比较，并设计了基于单总线技术的温度监控硬件系统。 [关键词】温度监控；单总线；AT89S51单片机；DSl8820 1．引言 是世界上第一片支持单总线接口的温度传感器，其内部使用 温度检测控制系统在各个领域都有着广泛的应用。如工 了在板(ON．BOARD)专利技术。全部传感元件及转换电路集 业生产过程温度的监控、仓库的温度检测、电力电讯设备之 成在形如一只三极管的集成电路内。单总线独特而且经济的 过热故障预知检测、化工机械等设备温度过热检测等。 特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建 同时，工业监控系统是一个很重要的监控系统领域。这 引入全新概念。 种监控系统普遍采用计算机作为上位机，利用其强大功能 进行数据处理和分析，将单片机作为下位机，利用它们功能 强、抗干扰性能好等优点，进行数据采集和实现控制。这种 5C。现场温度直接以单总线的数字方式传输，大大提高了系 监控系统很容易组装计算机通信网络，这就给企业的分布 统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控 制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品 式监控带来了许多方便，非常有利于工业自动化的发展。 不同，新的产品支持3．Ov～5．5V的电压范围，使系统设计更 2．单总线技术介绍 灵活、方便，而且新一代产品价格更便宜，体积更小∞。 2．1传统总线的劣势 3．基于单总线技术的温度监控系统设计 目前常用的微机与外设串行总线主要有我们熟悉的 通常，环境状态监控系统足采用传统总线的方式进行设 12C总线，SPI总线，SCI总线。其中12C总线是以同步串行 2线方式进行通信(一条时钟线，一条数据线)，SPI总线是以计的，选用一块符合性能要求的多路数据采集(～D)卡与单 同步串行3线方式进行通信(一条时钟线，一条数据输入 片机的并行口相连，再把各种传感器送来的模拟信号，经多 线，一条数据输出线)，SCI总线是以异步方式进行通讯(一路转换开关连接到A／D上，变成数字信号后由计算机进行 条数据输入线，一条数据输出线)。这些总线至少需要有两 处理。这样的设计存在两大缺点：首先，要铺设较长的线路才 条或两条以上的信号线。 能把现场传感器的信号输送到采集卡上，布线施工麻烦，成 另外，不管是通用的并行、串行总线，还是专用总线，其 本较高；其次，线路传送的是模拟信号，易受干扰、易损耗。 传送数据的信号线总是多根的。例如最简单的RS．232串行因此，这种传统方案设计的性能较低，性价比不高。 本设计主要是解决上述传统设计的两大缺点，同时进一 总线也有两根信号线，且只能通向一路被测或被控对象，否 则要用下位机扩展。这样，当遇到多路多个测控对象时，系 步做好环境监控系统中实时温度的测量与控制问题，做到计 统的相互连接会非常复杂Ill。 算机对被测物的温度进行实时监测、采集(可以设定采集间 2．2单总线技术 隔)、控制，在实际应用中具有性能稳定，测量温度准确，通信 单总线技术是美国达拉斯半导体公司近年推出的新技 方便、传输距离远且抗干扰性强等特点。 术。它将地址线、数据线、控制线、电源线合为一根信号线， 为