微控制器和1-Wire溫度傳感器的軟件接口

1-wire(一線(xiàn)制)數字溫度傳感器

dallas公司產(chǎn)的1-wire(一線(xiàn)制)數字溫度傳感器己被廣泛應用于各工業(yè)控制與撿測的設備儀器之中,但如何應嵌入與連接在系統之術(shù)是設計人員所關(guān)切的技術(shù)問(wèn)題。

dsl8b20、ds18c20或dsl822是業(yè)內更高精度( 0.5℃)的1-wire多點(diǎn)數字溫度傳感器，其特點(diǎn)是:

*具有1-wire數字接口
*唯一的64位序列號
*寬廣的溫度測量范圍為-55℃至+125℃
*具有非易失用戶(hù)(2字節eeprom)可編程觸發(fā)點(diǎn)的過(guò)熱告警
*測量分辨率可由用戶(hù)配置為9至12位
*封裝形式包括to-92,150mil8腳soic和倒裝片

dsl8x20或dsl822溫度傳感器內部結構圖見(jiàn)圖0所示。

目前有數種方法，可將1-wire器件，如dsl8b20、dsl822或dsl8s20與微控制器接口。這些方法包括：從簡(jiǎn)單的軟件方案，到串行接口芯片，如ds2480及dallas 1-wire asic即(將經(jīng)過(guò)整合的半導體超高規模集成電路硬件描述語(yǔ)言1-wire主控器制造成專(zhuān)用集成電路)等 。本文陳述了一種簡(jiǎn)單的軟件解決方案，可實(shí)現微控制器和任意個(gè)數的dsl8x20或dsl822溫度傳感器之間的1-wire通信。

硬件配置

圖1的框圖說(shuō)明了在采用多個(gè)1-wire溫度傳感器時(shí)，該硬件配置很簡(jiǎn)單。一線(xiàn)制(1-wire)總線(xiàn)向所有的器件既提供通信連接，又提供工作電源?？偩€(xiàn)電源經(jīng)由一個(gè)連接于3v至5．5v電源端的4．7kf2上拉電阻提供。由于每個(gè)器件具有唯一的64位rom識別碼，所以?huà)旖釉诳偩€(xiàn)上的1-wire器件數量幾乎不受限制。多個(gè)1-wire溫度傳感器通過(guò)1-wire總線(xiàn)與采用ds5000(與mcs-8051單片機兼容)的微控制器相接口。

接口時(shí)序

與dsl8x20／dsl822的通信，通過(guò)操作時(shí)隙完成1-wire總線(xiàn)上的數據傳輸。每個(gè)通信周期起始于微控制器發(fā)出復位脈沖，其后緊跟dsl8x20／dsl822發(fā)出的應答脈沖，如圖2所示。

當主機將1-wire總線(xiàn)從邏輯高(空閑狀態(tài))拉為邏輯低時(shí)，即啟動(dòng)一個(gè)寫(xiě)時(shí)隙。所有的寫(xiě)時(shí)隙必須在60 s至120 s(見(jiàn)圖3 60 s

讀時(shí)隙起始于微處理器將總線(xiàn)拉低1 s，接著(zhù)釋放總線(xiàn)，這樣dsl8x20／dsl822就能夠接管總線(xiàn)，輸出有效數據(高或低)。所有讀時(shí)隙在60 s至120 s完成,且在每個(gè)循環(huán)之間至少 需要1 s的恢復時(shí)間(圖3)。

軟件控制

為了精確地控制1-wire接口的特殊時(shí)序要求，必須先建立幾個(gè)關(guān)鍵的函數。第一個(gè)函數應該是延時(shí)函數，它是所有讀和寫(xiě)控制的組成部分。這個(gè)函數完全依賴(lài)于微處理器的速度。為了更好地理解，值此以ds5000(與8051兼容)微控制器(工作時(shí)鐘11．059mhz)為例。圖4列舉了一個(gè)用于創(chuàng )建時(shí)間延時(shí)的c(c語(yǔ)言)原型函數。

由于每個(gè)通信周期起始于微處理器發(fā)出的復位脈沖，因而復位函數(見(jiàn)圖5)是下一個(gè)最為重要的函數。復位時(shí)隙為480 s。首先以參數3，接著(zhù)以參數25分別調用延時(shí)函數數，將產(chǎn)生所要求的復位脈沖，緊接著(zhù)復位之后微處理器釋放總線(xiàn)，以便dsl8x20／dsl822通過(guò)拉低總線(xiàn)來(lái)指示其是否在線(xiàn)。如果多個(gè)溫度傳感器在此總線(xiàn)上，它們將同時(shí)發(fā)出應答脈沖。

讀和寫(xiě)函數實(shí)例如圖6、7、8和9所示，提供了所有讀/寫(xiě)數據位和字節操作的基本結構。

結束語(yǔ)

以上是新型多點(diǎn)1-wire數字溫度傳感器與微控制器軟件接口簡(jiǎn)易的設計方案,經(jīng)過(guò)多路溫度巡迥監控系統在現場(chǎng)采集與檢測使用,其特點(diǎn)是具有較高的性能比,即程式簡(jiǎn)單、檢測準確、使用方便可靠。