基于单总线的实时温度监控系统报告Word文档格式.docx
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窗体界面如下。
图3窗体界面
实时温度显示中可以看到当前室温，并且可以显示摄氏温度和华氏温度。
数据记录包含温度曲线和温度日志，可以显示一天内的温度变化曲线。
存储管理和ROM数据用来对数据库中已经保存的温度数据进行管理，如删除、转移等操作。
3.2软件编程
本系统软件部分采用Delphi来实现初始化、数据采集处理、温度报表管理，其主程序的流程图见图4。
图4主程序流程图
本系统软件部分共分为3个部分，分别是：
1）初始化程序。
a．设置串行通信波特率；
b．串行通讯方式的初始化；
c．对TO，T1两个计数器的初始化；
d．中断控制程序的初始化。
此外，还负责从E2PROM中调出以前的采样参数，使器件能够以它采样温度数据。
2）当监控到ONTIME1和NTIME2标记时作相应温度的存储、转换、发送处理。
ONTIME1和NTIME2的标记主要有定时电路决定，当到达采样间隔时，做出相应的处理。
3）采用动态显示方式即时显示温度，以节省电路规模，使得整个系统的体积变小。
4元器件的选择
4.1主要元器件知识
4.1.1DS18B20
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；
温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；
其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；
多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。
1）DS18B20的内部结构
DS18B20内部结构如图5所示，主要由4部分组成：
64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的管脚排列如图7-1-2所示，DQ为数字信号输入／输出端；
GND为电源地；
VDD为外接供电电源输入端，在寄生电源接线方式时接地，见图6。
图5DS18B20的内部结构
图6DS18B20的管脚排列
ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。
64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。
ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
例如＋125℃的数字输出为07D0H，＋25.0625℃的数字输出为0191H，－25.0625℃的数字输出为FF6FH，－55℃的数字输出为FC90H。
高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。
其中配置寄存器的格式如下：
0
R1
R0
1
MSBLSB
R1、R0决定温度转换的精度位数：
R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms；
R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为187.5ms；
R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；
R1R0=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；
未编程时默认为12位精度。
高速暂存器是一个9字节的存储器。
开始两个字节包含被测温度的数字量信息；
第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；
第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1；
第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。
2）DS18B20的工作时序
DS18B20的一线工作协议流程是：
初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。
其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，如图7（a）（b）（c）所示。
（a）初始化时序
（b）写时序
（c）读时序
图7DS18B20的工作时序图
3）DS18B20与微处理器的连接
DS18B20与微处理器的连接如下图8所示。
（a）寄生电源工作方式
（b）外接电源工作方式
图8DS18B20与微处理器的典型连接图
4.1.2DS2480B
1）DS2480B主要特性
串口UART/RS232至单总线通信协议的转接桥，可直接连到UART和5VRS232系统中,支持Dallas全系列单总线器件，如数字温度传感器DS18B20、A/D转换器DS2450等；
将主机从单总线时序控制中解脱出来，提供规范的、灵活的和强驱动的单总线定时；
支持标准UART通信，支持9.6（默认）、19.2、57.6和115.2kbps速率；
具有较强的总线驱动能力，通信距离可达300m；
可编程下拉摆率控制和有源上拉，工作范围5V，-40~+85℃，8引脚SOIC封装。
2）管脚图及引脚说明
图9DS2480B的封装和引脚
DS2480B为8脚贴片式封装，如图9所示。
引脚功能如表1所列
引脚号
引脚名称
引脚功能
1
GND
地线
2
1-W
单总线输入输出端
3
NC
悬空
4
VDD
4.5～5.5V电压
5
VPP
EPROM编程电压
6
POL
RXD/TXD选择端
7
TXD
发送端
8
RXD
接收端
表1引脚功能说明
DS2480B工作原理框图如图10所示。
图10DS2480B工作原理框图
3）DS2480B与RS232的接口技术：
DS2480B与RS232的接口如图11所示。
图11DS2480B与RS232的接口图
4.2元件清单
序号
元件
个数
PC机串行口UART/RS232
1个
转接桥DS2480B
数字温度传感器DS18B20
电容U07HF
稳压管
2个
二极管M7
电路板XF07
表2元件清单
5编译代码
TEMPDL32:
ThisutilityusesTMEXtoviewareadthetemperaturefrom
aDS18B20.Itrequiresthe32-BitWindowsTMEXdrivers
tobepresent.
Compiler:
BorlandDelphi5.0
}
procedureTForm1.FormCreate（Sender:
Tobject；
Var
ztbuf:
array[0..200]ofChar;
Typebuf:
array[0..200]ofChar;
i,k,RetValue:
smallint;
RetStr:
SetupDone:
Boolean;
PortNum,PortType:
begin
dieer:
=false;
SetupDone:
=FALSE;
{TMSetupnotdoneyet}
Label4.Caption:
='
'
;
{ReaddefaultPortNumberandPortTypefromregistry}
RetValue:
=TMReadDefaultPort（@PortNum,@PortType）;
if（RetValue<
1）then
TMReadDefaultPort（@PortNum,@PortType）
begin
ShowMessage（'
Pleasesetportfirst'
）;
Halt;
end
else
{readthetmexversionandtypeversion}
Get_Version（@ztbuf）;
Label1.Caption:
=StrPas（ztbuf）;
TMGetTypeVersion（PortType,@Typebuf）;
Label2.Caption:
=StrPas（Typebuf）;
{attemptogetasession}
Done:
=False;
Repeat
SHandle:
=TMExtendedStartSession（PortNum,PortType,NIL）;
If（SHandle>
0）Then
if（TMSetup（SHandle）=1）then
{ThedevicethatwillbefoundisTemperatureDeviceDS18B20,
soFamilyTypeissetto$28}
FindFirstFamily（$28,SHandle）
TMEndSession（SHandle）;
FailtosetupMicroLan!
end;
if（SHandle<
0）then
Begin
TheDefaultPortTypedoesnothaveadriver!
{Releasecontrolbacktowindow}
Application.ProcessMessages;
until（Done）;
Repeat
if（TMSetup（SHandle）=1）then
FindSecondFamily（$28,SHandle）
label18.Caption:
=keke1;
label19.caption:
=keke2;
table1.Active:
=true;
iftable1.CanModifythen
table1.Append;
table1.Fields[0].AsDateTime:
=now;
table1.Fields[1].AsString:
=floattostr（diwei1）;
table1.Fields[2].AsFloat:
=shangxian1;
table1.Fields[3].AsFloat:
=xiaxian1;
table1.Fields[4].AsString:
=floattostr（diwei2）;
table1.Fields[5].AsFloat:
=shangxian2;
table1.Fields[6].AsFloat:
=xiaxian2;
table1.Post;
end;
procedureTForm1.FindFirstFamily（family:
SHandle:
longint）;
var
i,flag:
romstr:
string;
rom:
array[0..8]ofsmallint;
{Setuptofindthefirstdevicewiththefamily'
family'
}
if（TMFamilySearchSetup（SHandle,@stateBuf,family）=1）then
if（TMNext（SHandle,@stateBuf）=1）then
{Readtheromnumberbysettingrom[0]to0forreadingandusingTMRom}
rom[0]:
=0;
TMRom（SHandle,@stateBuf,@rom）;
{Checkifcorrecttype}
if（（familyand$7F）=（rom[0]and$7F））then
fori:
=7downto0do
=romstr+IntToHex（ROM[i],2）;
Label3.caption:
SerialROMID1:
'
+romstr;
ReadTemperature1（SHandle）;
ThereisnoTemperatureDeviceontheport'
halt;
procedureTForm1.ReadTemperature1（session_handle:
tsht,i,tmp1:
cr,cpc,tmpf,tmp:
Extended;
rbuf:
array[0..9]ofsmallint;
st:
longint;
CRCByte,xiaxianbyte:
Byte;
tmp:
=0.00;
{accessthedevice}
if（TMAccess（session_handle,@StateBuf）=1）then
{SendtherecallE2command（bysetting$B8tooutbyteinTMTouchByte）
makesureScratchiscorrect}
TMTouchByte（session_handle,$B8）;
{SendthestartTcommand}
if（TMAccess（session_handle,@StateBuf）=1）then
{PreparethestrongpullupafternextTMTouchByte}
TMOneWireLevel（session_handle,LEVEL_SET,LEVEL_STRONG_PULL_UP,PRIMED_BYTE）;
{Sendtheconversioncommand（bysetting$44tooutbyteinTMTouchByte）}
TMTouchByte（session_handle,$44）;
{Sleepforasecond}
=GetTickCount+1000;
While（GetTickCount<
st）do
TMValidSession（Session_handle）;
{Disablethestrongpullup}
TMOneWireLevel（session_handle,LEVEL_SET,LEVEL_NORMAL,PRIMED_NONE）;
{verifyconversioniscompletebysetting$01tooutbitinTMTouchBitand
checkthereturnvaluewith1}
if（TMTouchBit（session_handle,$01）=$01）then
{Accessdevice}
If（TMAccess（session_handle,@StateBuf）=1）then
{Sendreadscratchcommandbysetting$BEtooutbyteinTMTouchByte}
TMTouchByte（session_handle,$BE）;
CRC8:
{Readscratch（setting$FFtooutbyteinTMTouchByte）andcheckcrcfor
eachbyte}
=0to7do
rbuf[i]:
=TMTouchByte（session_handle,$FF）;
CRCByte:
=Byte（rbuf[i]）;
{thebytetorunthroughCRC8routine}
=TMCRC（1,@CRCByte,CRC8,0）;
{Checkcrc}
=Byte（TMTouchByte（session_handle,$FF））;
if（CRC8=0）then
{Calculatethetemperarure
tsht:
=rbuf[0];
if（（rbuf[1]and$01）=1）then
=tshtor（-256）;
tmp1:
=Round（（tsht）/2）;
=tmp1;
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