電氣工程外文翻譯電子萬年歷的設(shè)計與實現(xiàn)

HENANINSTITUTEOFENGINEERING文獻翻譯題

目

電子萬年歷的設(shè)計與現(xiàn)

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計基于DS18B20分組方測溫系統(tǒng)設(shè)計摘要：用于多點測溫時，所的傳感器都連接在單片機的某根總線上，采用輪流采集溫度數(shù)據(jù)的方式系統(tǒng)有多個傳感器時片機用于處理溫度數(shù)據(jù)的時間就會明顯延長從導(dǎo)致測溫系統(tǒng)周期增長本文中采取對DS18B20理的分組的方法，并在軟件上采取一定措施，從而明顯的提高交替檢測速度。關(guān)鍵詞：DS18B20分/溫度測/交替檢測時間1引言DS18B20溫度傳感器由于其結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、低損耗以及測溫范圍寬而被廣泛應(yīng)用于需要多點測溫的地方，像化工，糧食，環(huán)境監(jiān)測等等。由于多點溫度測試系統(tǒng)采用的是單總線方式，所有的DS18B20傳感器掛在一總線上，然后輪流讀取每一個測試點的溫度轉(zhuǎn)換值于讀取單個傳感器的轉(zhuǎn)換值需要讀8管腳狀態(tài)，并要進行移位存儲數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)讀取每一點的數(shù)據(jù)花費的時間不小，如果測溫系統(tǒng)規(guī)模較大的話此造成的系統(tǒng)損耗也是相當(dāng)大的從而導(dǎo)致系統(tǒng)的交替檢測速度明顯下降極大的影響了多點測溫系統(tǒng)的檢測效率本文中，對平均分組并掛到多根線上，通過同時讀DS18B20狀態(tài)得到轉(zhuǎn)換的溫度數(shù)據(jù)從而明顯提高交替檢測速度并降低系統(tǒng)開銷同時又不影響轉(zhuǎn)換精度及可靠性本文實現(xiàn)了一套人工環(huán)境實驗室的多點溫度測試明顯提高了原有測試系統(tǒng)的檢測效率。2特性DS18B20是由美國Dallas司設(shè)計的單線數(shù)字溫度傳感器．它64激光刻印ROM、溫敏元件、非易失性溫度報警觸發(fā)TH和TL件三個部分組成，其與單片機的通信采用單線接口，DS18B20的測量范圍是55℃到+125℃，增量值為0.5℃。溫度變換為數(shù)字可在7內(nèi)完成，每一個S18B20具有唯一的64的序列號（1DS18B20內(nèi)部有兩個8位存儲器RAM用來儲存溫度值0號和1號1

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計中0號存儲器存放溫度值的補碼1號存儲器存儲溫度值的符號用戶可以定義非易失性的溫度告警設(shè)置并且區(qū)分告警搜索命令求組件溫度警報狀態(tài)以外的預(yù)定的限制。有兩種供電方式用信號線高電平時借電供電或直接用+5V電源。圖1為OM3應(yīng)用分組測試方法本文以D與89C52的接口說明分組測試方法，假1口上的總線數(shù)為4度測試系統(tǒng)需要個D傳感器將個傳感器平均分配到4根I線上如果傳感器數(shù)量不能被總線數(shù)整除可使連在總線上的傳感器數(shù)量差別不超過1個，這樣讀數(shù)時就能解決。電源采取外部供電，由于每個DS18B20都是同步轉(zhuǎn)換，所以需要較強電流，不能用信號線供電，否則系統(tǒng)無法正常工作。線路連接如圖2（同組的信號線都連接在P1的一根總線上當(dāng)對DS18B20進行讀寫時，必須嚴(yán)格保持時序要求首先給所有的一個復(fù)位脈沖，復(fù)位后，從各I口發(fā)送跳轉(zhuǎn)ROM命令，轉(zhuǎn)換以后，向各路同時發(fā)匹配ROM命令，接著發(fā)送64位序列號，每組選擇一個D

，讀取cratchPad數(shù)據(jù)，最后進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換串行讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實際值循環(huán)讀取25次將所有DSl8820溫度數(shù)據(jù)完全讀完，一次交替測試完成，整個流程如圖所示。圖2DS18B20線圖2

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計圖3分組方式溫度采集流程現(xiàn)在來分析單總線方式和分組方式測試系統(tǒng)耗時，圖、圖、圖分別為DSl8B20的復(fù)位時序、單片機寫一位和讀一位的時序。的復(fù)位時間為495us一1020us，寫一位時間為60us一120us，一位時間為以上，讀寫相臨一位時間間隔為1因為A/D轉(zhuǎn)換時間為97.35ms（9精度）,果按最短時間計算，整個交替檢測時間分別為：單總線495us+2*(8*60+7)us+97.35ms+495us+100*(64*60+63+8*60+7+9*60+8)us=552.53

分組模式495us+2*(8*60+7)us+97.35ms+20(64*60+63+8*60+7+9*60+8)us=189.804ms因為數(shù)制轉(zhuǎn)換和存儲時間占整個交替檢測時間很小，以及無法確定晶振頻3

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計率，這里就不計算數(shù)制轉(zhuǎn)換和存儲時間此分組模式所用時間明顯少于單總線模式。圖4時間序列圖5DS18B20時序圖6DS18B20時序4設(shè)計實例瀝青運輸車是用于原料場和路面之間的主要輸送設(shè)備于瀝青轉(zhuǎn)運車在高寒地區(qū)作業(yè)或運送距離過長時不可避免的產(chǎn)生溫降，這會影響路面的攤鋪質(zhì)4

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計量所以必須根據(jù)外殼的散熱情況采取具體的保溫措施本文設(shè)計了一套用于瀝青運輸車外殼溫度分布的無線溫度測試系統(tǒng)基于DS18B20組方式，總共個點溫度測試系統(tǒng)采用主從方式位機負責(zé)采集數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)設(shè)置傳感器，無線傳輸?shù)?。上位機采用P，主要負責(zé)接收下位機發(fā)送過來的溫度數(shù)據(jù)，并進行顯示，存儲等數(shù)據(jù)管理工作以及簡單的人機交互。4.1系統(tǒng)硬件考慮到主控芯片需存儲多點的溫度值并進行數(shù)值轉(zhuǎn)換需要較多內(nèi)部RAM，因此采用ATMEL公司89C52單片機帶有字節(jié)RAM和8程序存儲器因為要對D序列號進行區(qū)分和編碼所以增加了液晶模塊和鍵盤模塊,線數(shù)傳部分則選用收發(fā)一體式無線模塊PTR2000模塊可以有兩個業(yè)余頻段選擇(433.9MHd434.33MHz)波特率可調(diào)最高可達20Kbit/s直接接收單片機串I:I收據(jù)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)具體如下圖所示DSl8820采用電源電方式，共分8組分別掛在1El(P1.0-P1.7)，無線塊則直接掛在串口上，硬件看門狗采用MAX813芯片．當(dāng)系統(tǒng)加電時的復(fù)位信號由MAX813的復(fù)位管腳輸出，復(fù)位脈沖的值為。程序正常運行時，必須在小于的時間間隔內(nèi)向MAX813的WDI管腳發(fā)送一個脈沖信號，以清除芯片內(nèi)部看門狗定時器。若超過該管腳都沒收到脈沖信號使9C52復(fù)位慮到系統(tǒng)須存取DSl8820的序列號。所以擴展了一片8K帶掉電保護功能的數(shù)據(jù)存取器DSl225。圖7系統(tǒng)硬件框圖4.2系統(tǒng)軟件功能和流程溫度測試系統(tǒng)軟件部分，負責(zé)完成對D編號、數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換、無線通訊及鍵盤管理等，為了調(diào)試程序方便，提高可靠性，采用了模塊化設(shè)計，主5

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計要有鍵盤處理模塊、無線通訊模塊、溫度采集和處理模塊、顯示模塊等，軟件流程具體如圖8示。加電源復(fù)位后，89C52首先自檢，當(dāng)自檢結(jié)束后調(diào)用各子程序模塊主程序負責(zé)鍵盤管理系統(tǒng)初始化及各功能模塊的調(diào)用系統(tǒng)中留有口線以實現(xiàn)DSl8820編程任務(wù)。利用鍵盤和顯示配合讀取120D的序列號，之后編號存DS1225Y中，一開始無線模塊設(shè)置為接收狀態(tài)以接收采集數(shù)據(jù)啟動命令，轉(zhuǎn)換時無無線模塊設(shè)置為休眠狀態(tài)在進行溫度數(shù)據(jù)上傳時模塊設(shè)置為發(fā)送狀態(tài)，將溫度數(shù)據(jù)和D的系統(tǒng)編號發(fā)送給上位機。圖8系統(tǒng)軟件流程圖采集和轉(zhuǎn)換部分啟動D轉(zhuǎn)換組方式讀取溫度數(shù)據(jù)儲數(shù)據(jù)等等。以下程序為采集，轉(zhuǎn)換模塊的主要內(nèi)容：Get_6

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計{i,jtemp_lsb,for(i=0;i<8;i++){skip_rom(i);//跳過序列號檢驗write_bytes(0x44);}//路同時開始溫度轉(zhuǎn)換for(j=0;j<100;j++)//時，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束{delay(1000);}{scratchpads(j);}for(j=0;j<120;j++)=temp_pad[j][0];//度值的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換temp_msb=temp_pad[j][1];temp_lsb>>=4;<<=4;temp_lsb|=temp_msb;=;temp_msb;temp_lsb10;temp_lsb|=temp_msb;vel[j]=temp_lsb;}}5結(jié)論本文作者創(chuàng)新點：1)通過分析基于單總線方式和分組方式的多點溫度測試系統(tǒng)的交替檢測時間的差別，得出分組方式能明顯提高交替檢測速度；2)設(shè)計了一套基于DS18B20分組方式的無線多點溫度測試系統(tǒng)，這套系統(tǒng)已經(jīng)用于一家大型機械公司的瀝青運輸車的技術(shù)改造中，并取得良好的效果。7

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計參考文獻[1]ShenJin,SongJingLing.AnTemperatureMeasuringSysteminGrainofchesesocietyfor91.[2]Deqiong.AMeasuremenMadeupofJournalof[3]QiZhiCai,GaiShuang.EmbeddedControlSystemconditionerRoom,InstrumentTechniqueSensor2002,(5):25-26.[4]ATemperatureAlarmBusCANControl&Automation2003,(2):25-268

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計（英文原文）ATestSystemBasedonGroupingLIXiangjunZENGYANGTing-fangofandP.R.China.Abstract-theDS18B20sensors,forwithMCUoneIOIfhasaamountofsensors,timeofMCUintemperaturedataisobviouslycycleofgetslonger.Inpaper,anewmethodthatDS18B20aregroupedasatheoftestdistinctly.KeyDS18B20Group,temperaturetest,timeontest.I.INTRODUCTIONthestructure,convenientinstallment,losswideoftest,DS18B20testareappliedthewhichneedthemultipointtemperaturetest,asthegrain,environmentandsoon.oftheofoneintheDS18B20multipointtestallDS18B20hungononetheconversionofpointisbyAstheconversionvaluemustbeafterfor8positionstoredatamustmoved,spendmuchofbyIftestlarge-scaled,systembyitandthenspeedofsystemdecreasesobviously,9

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計whichinfluencestheefficiencyofthemultipointtemperaturetestsystemseriously.thispaper,DS18B20arehungonsomeI/ObusesbygroupingDS18B20evenly,andtheconversiontemperaturedataisobtainedbyreadingthestateofDS18B20,thenthesystemlossdecreasesandthealternatetestspeedincreasesinfluencetheprecisionandthereliabilityoftheconversion.Asetofmultipointtemperaturetestofartificialenvironmentlaboratoryisachievedinthispaper,whicincreasesthetestefficiencyoftheformersystem.CHARACTERISTICSDS18B20DS18B20isthesinglebusdigitaltemperaturesensorfromAmericanDallasCompany.DS18B20isconsistedofthe64figuresROMengravedbylaser,thetemperaturesensitivitycomponent,non-volatiletemperaturealarmstrigger(DeviceTHandTL).DS18B20communicateswiththemicroprocessorbythesinglebusportandthetestrangeofDS18B20isfrom-55centigradeto+125centigrade,andtheincrementalvalueis0.5centigrade.Thetemperaturecanbechangedintofigureswithin720msandeachDS18B20hasthesole64figuresserialnumber.ThespecificcontentisrevealedasFig1:Therearetwo8figuresstorages(No.0andNo.1)forstoringtemperaturevalueinDS18B20.No.0storagestorescomplementofthetemperaturevalue,andNo.1storessymbolsofthetemperaturevalue.Theusercandefinenon-volatiletemperaturealarmssetsanddistinguishthealarmssearchorderandseekthecomponenttemperaturealarmsstateoutsidethescheduledlimit.Therearetwoalternativewaysofpowersupply:Signalbushigh-levelborrowpowerisadopted,orthe+5vpowersupplyexternallyisadopteddirectly.Fig1DS18B2064bitROMAPPLICATIONTHEGROUPINGTESTMETHODThiswithDS18B20and89C52.AssumingtheamountofthebusesonP1temperaturetest10

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計systemneeds100DS18B20whichcanbeequallytothe4I/Olines.Ifthenumberofsensorsbedividedtheofeven,disparitysensorsonbusesisnomoreone,whichbehandledwhileistoconversionineachDS18B20,isneeded,andthebuscannotbeusedfortheworkinschematiccircuitshownas2DS18B20signalbusesofsamehungbusesofP1WhenthestrictschedulebeaissentallAfterSkipissenttoeachsimultaneouslyfromtheport,theconversionsent,allsensorsbeginAftertheRomorderistoeachcircuitsimultaneously,and64serialissent.foreachgroup,FinallytheisTheoftransformedtheactualalternatetestisthereadcompletelybythecyclicalreadingforwholeflowisas3.Nowthetime-consumingintheofsingleandgroupingmethodisrespectively.Thetimesequenceandthetimesequencewritingreadingformicroprocessorin4-6.figureshow:reversionofDS18B20is495us-1020us;thewritingperiodofone60us-120us;theperiodofonebitabovetheofwritingthebit1us.AsA/Dconversionisifitbythetime-consumingofiscalculatedrespectivelyfollows:(1)Singlebus495us+2*(8*60+7)us+97.35ms+495us+100*(64*60+63+8*60+7+9*60+8)us=552.53(2)Groupingmode495us+2*(8*60+7)us+97.35ms+20(64*60+63+8*60+7+9*60+8)us=189.804ms11

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計Figtheofbygroupedtheproportionofnumerationsysteminthewholetheunknowncrystal-oscillatornumerationsystem12

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計conversionstoragetimeisnotcounted.Accordingly,thetimegroupingmodeconsumesismuchbusmodeobviously4sequenceIV.EXAMPLEOFTHEDESIGNTheasphalttransportationisthemainbetweenthematerialroadsurface.Thedecreasingbecauseoftheasphalttransportationvehicle’s13

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計qualitytheroadthespecificmusttoofshell.Thissetofwirelessusinggroupingtestforoftheasphaltvehicleshell,andisTemperaturetestsystemsoftwareadoptsthehypogenousmachinecollectsdata,storessetsupDS18B20,andtheandsoon.TheepigenousadoptsPCmachines,mainlythefromthehypogenousmachine.Themachinedisplays,storesandThesimplecommunicationbetweenpeopleisperformedbytheepigenousmachine.paperwillnottheofepigenousindetail.followingofofhypogenousmachine.includingtheof,softwarefunctionsandprocess.A.SystemhardwareConsideringmultipointtemperatureoftemporarytheconsiderableinternalRAMconversion,thechiefcontrollingadoptsSingle-ChipMicrocomputerwith256RAMand8KBAscodeofDS18S20isreadnumbered,theliquidcrystal(AomoduleofOCMJkeyboardadded.adoptswirelessinthewholereception-sendingform,hastwobandstothe(maxis20Kbit/s),andtheSingle-ChipMicrocomputerportcanbereceivedThesystemhardwarestructureisshownas7:withthepowersupply,dividedinto8hungonport(P1.0-P1.7).isonandtheadoptsMAX813chip.WhenisaddedtothesignalistransmittedfromMAX813reversionpin,theofis200ms.theinsignal14

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計besenttoMAX813innomoretheintervaloftoclearthewatch-dogtimer.Iftheismore1.6s,pinthen89C52must120DS18B20serialnumbersmustbeinthedata(8K)againsttheisdeveloped.B.SystemsoftwarefunctionandprocessThesoftwareoftestsystemdata,wirelesscommunication,managessoon.Fortheofthereliability,moduledesignmainlyincludingtheprocessingcommunicationmodule,themoduleoftemperaturecollectionprocessing,displayandon.Thesoftwareis8ofself-checksfirst,allocateseachmodule.managesthekeyboard,initializeseachfunctionalThelineiskepttoperformDS18B20editmission.120pointsDS18B20isthedisplaynumberedintowirelessisupthereceptiontoreceivethetheorder(Thecontentsentby;thesameissentforthreetimes;twooutofthreelogicisperformedtothebit).15

基于DS18B20分組方式測溫系統(tǒng)設(shè)計Theupthestatetheconversionthetransformingstateduringthedatatransmission.PackingsendsthetheDS18B20tomachine.partsofcollectionandtheDS18B20conversion,thegroupingmethods,storedatasoon.Thefollowingprocedurecontentofcollecting