基于MSP430单片机和DS18B20的多分支多通道精密温度测量系统研究.pdfVIP

第28卷 第 6期 核电子学与探测技术 VoL28 No．6 2008年 11月 NuclearElectronics8LDetectionTechnology Nov． 2008 基于MSP430单片机和 DS18B20的 多分支多通道精密温度测量系统研究 余 军 ，王彦瑜 (1．中国科学院近代物理研究所，兰州 730000；2．中国科学院研究生院，北京 100039) 摘要 ：简要介绍了1一Wire总线协议的原理和数字温度传感器 DS18B20以及超低功耗 16位混合信 号处理器MSP430F149的基本特性，结合上位机 PC组成了一个多分支多通道精密温度测量系统。并 给出实现多分支多通道温度测量的软件流程图以及测量结果的简要分析。整个系统结构简单，抗干扰 能力强，性能稳定，测温精度达到0．0625C，单处理器芯片可以实现4O个测量点的数据采集。 关键词 ：多分支；多通道；温度测量~DS18B20；MsP43OF149 中图分类号：TP368．1 文献标识码： A 文章编号： O258—0934(2O08)O6—1235—05 在加速器控制领域和工业过程控制方面都 信号取样电路、放大电路和模数转换电路处理， 需要对温度进行精确测量与控制，比如在兰州 获取表示温度值的数字信号后，再交由微处理 重离子加速器一冷却存储环 (HIFRL_CSR)大科 器或 DSP处理。被测温度信号从敏感元件接 学工程中，要对磁铁温度进行精确测量，因为在 收的非电模拟量开始，到转换为微处理器可处 CSR主环中磁场的作用是约束离子束行为，带 理的数字信号之间，设计者须考虑的线路环节 电粒子束在磁场中聚焦和传输，磁场性能的好 较多，相应测温装置中元器件数量难以下降，随 坏直接影响到束流的品质，而磁铁温度又影响 之影响产品的可靠性以及体积的微小化。由此 着磁场的性能，所以对磁铁线圈温度的测量就 会造成整个检测系统有较大的偏差，稳定性和 显得尤为重要。 抗干扰性能都较差。 目前，测量温度有多种方法，如采用热电偶 设计采用DSI8B20数字式温度传感器，主 控芯片采用 TI公司 的 MSP430单 片机， 或者热电阻测量。热电偶通过把非电学量 (温 DSISB20数字式温度传感器直接得到的就是 度)转化成电学量 (电动势)来测量。热电阻是 温度的数字量，在其内部就完成了模拟到数字 基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体 的转换 ，数字信号采用 1一wire总线与单片机连 的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只 接，不存在 由于传输等因素而造成的误差与损 要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量 失，其稳定性和抗干扰性能都较好，且系统结构 出温度。这两种方法都需要从模拟量转换为数 简单 ，扩展性强。 字量，在信号的传输与转换过程中，因为介质不 同等原因存在较大误差。同时，采用热电偶或 1 工作原理 者热电阻方式测量温度时，待测温度信号需经 系统框图见图4所示，它主要由1一wire总