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淮海工学院
课程设计报告书
课程名称: 综合课程设计
题目: 基于单总线的温度实时监控系统
系(院): ____电子工程系___________
学期: ___ 11-12-1 _____
专业班级: ____ DZ电子083________
姓名: __ ________
学号: _____-
1 引言
随着计算机技术的发展和计算机应用的普及, 计算机在各个领域都有着广泛的应用, 特别是在一些需要精确控制的应用中采用实时的、动态的控制显得特别的重要, 通过硬件采集到的数据如何合理的、科学的处理, 是实施控制的关键, 并且方便的、功能强大的软件处理能更好地实施精确控制。很多现有的实时控制系统的软件部分是用汇编语言编写的, 软件调试、维护起来比较困难, 应用的界面也不是很好, 给用户的使用带来了很多不便,下面是采用功能强大的可视化的高级语言Delph i 和SQL server 2000 做为后台数据库来实现软件部分。
本设计主要任务
(1)对单总线设备的结构特点和以单总线技术构建起来的微型局域网的拓朴结构、网络结构优化以及设备与单总线的连接进行阐述和研究。
(2)设计基于单总线的温度采集电路,单总线和PC机串行口的接口电路。
(3)用自己熟悉的计算机语言编写温度实时监控系统软件。
设计要求
(1)温度测量范围-50℃~+100℃。
(2)℃。
(3)数据传输距离不低于60米。
(4)温度测量点不少于3。
(5)温度采集间隔不底于10分钟。
(6)能显示一天实时温度变化曲线。
注意事项
(1)设计时重点考虑单总线的供电问题,数据的可靠采集,单总线与PC机串口的连接问题。
(2)设计单总线与PC机接口时,要正确掌握PC机串口的电参数、DS2480B的电参数,要采取一定的过电压与过电流保护措施,防止损坏PC机串行端口。
(3)软件的界面要友好、简明、直观。在编写软件时要重点考虑温度采集数据的存储、单总线设备的CRC循环冗余码的实现方法、从设备的“即时插即用”的算法研究等。
2 硬件电路及原理
本设计为基于单总线的温度实时监控系统,采用Dallas公司生产的一种新型温度传感器DS18B20。单总线温度采集电路采集测量点的温度并且将其数字化,串口至单总线接口转接桥负责单总线芯片DS18B20与主机UART接口通信协议的转换,温度实时监控系统软件则将主机获得的数据予以记录并且在显示设备上显示出来。
硬件电路总体框图
图1 硬件电路图
DS2480B
图2 DS2480B引脚排列
DS2480B简介
DS2480B是一种串口至1-Wire®的接口芯片,支持标准和高速两种模式。它可以直接连至UART或5V的RS232系统。与RS232C (±12V电平)相接时,还需要一个无源箝位电路和一个5V电平至±12V电平的转换电路。内部带有定时器,因此主机就不再需要产生1-Wire通信所需的要求严格的时序波形。而在DS9097(E)中,主机必须为每一个1-Wire时隙发送一个完整的字符。比较而言,DS2480B则是将每个字符转换成8个1-Wire时隙,因此大大地提高了数据的吞吐量。另外,DS2480B可以采用四种不同的通信速率,、、,。来自主机的晶振源UART的命令码充当时钟基准,不断地校准时钟发生器。DS2480B采用独特的通信协议,合并数据和控制信息,而无需控制引脚,这样就保证了通用串口至无线转换器的兼容性,允许更容易实现1-Wire接口转换。DS2480B的多种控制功能针对1-Wire网络进行了优化,支持当前所有1-Wire器件,包括:基于EEPROM的只添加存储器以及1-Wire温度计等特殊功能器件。
DS2480B关键特性
(1)通用、共地的串口至1-Wire线驱动器。
(2)支持所有iButton®和1-Wire从器件。
(3)支持标准速度和高速模式的1-Wire通信,且串行接口数据传输速率可在9600bps (默认)、 19200bps、57600bps和115200bps中进行选择。
(4)支持12V EPROM编程,为传感器以及EEPROM提供5V强上拉。
(5)进行串行和1-Wire通信时的自校准时基误差为±5%。
(6)压摆率可控的1-Wire下拉和有源上拉,以适应长距离通信和降低辐射。
(7)当与5V供电的RS232系统或与UART相连时,通过用户可选择RXD/TXD的极性将尽