作者：清華大學(xué)motorola應(yīng)用開發(fā)中心 雷良軍 來源：《電子產(chǎn)品世界》

傳統(tǒng)的國內(nèi)糧庫溫度監(jiān)控系統(tǒng)采用熱敏電阻或pn結(jié)為溫度傳感器，采用通用的intel的單片機(jī)為控制芯片進(jìn)行分級控制。這種結(jié)構(gòu)比較適合于房式倉，因?yàn)榉渴絺}高度小，每根電纜上只需3～4個測溫點(diǎn)，廠家可通過每若干電纜（2～3根）組成一級分線器，再若干分線器組成一級分機(jī)，再若干分機(jī)組成總機(jī)的三級結(jié)構(gòu)（每個分機(jī)，分線器所能容納的子結(jié)構(gòu)取決于單片機(jī)的i/o口的數(shù)目）。

而對于倉高20～40米，一根電纜上將會有15～30個溫度點(diǎn)。倘若還采用以前的結(jié)構(gòu)，采用熱敏電阻為溫度傳感器，勢必造成一根電纜一個分線器，同時在一根電纜中將要同時容納20～30根信號傳輸線。這樣帶來系統(tǒng)安裝，維護(hù)，可靠性以及成本的一系列問題。

本系統(tǒng)采用主從式兩級結(jié)構(gòu)，主機(jī)為pc上位機(jī)，從機(jī)為68hc08gp32為主控芯片的分機(jī)（下位機(jī)）。下位機(jī)采用dallas的數(shù)字式溫度傳感器芯片ds1820，可以在三根線（電源線、地線、信號線）上同時并聯(lián)多個溫度探測點(diǎn)。每個分機(jī)上可以連接10跟電纜，每根電纜上可并聯(lián)幾十個點(diǎn)。分機(jī)利用了68hc08gp32的片內(nèi)flash功能，實(shí)現(xiàn)了ds1820的序列號在68hc08gp32中的動態(tài)存取，從而節(jié)省了大量存儲器。溫度數(shù)據(jù)保存在68hc08gp32的片內(nèi)ram里并且利用了充分利用了68hc08gp32的片內(nèi)的a/d實(shí)現(xiàn)了濕度數(shù)據(jù)的測量。

ds1820數(shù)字式溫度傳感器芯片

ds1820采用9個位來表示被測量點(diǎn)的溫度，通過單一根線和控制器進(jìn)行信息通訊。溫度讀取，溫度測量和溫度設(shè)置等所需的能源也都可以數(shù)據(jù)線上獲取而無須另加電源。由于每個ds1820內(nèi)部都設(shè)有一個獨(dú)一的序列號，所以多個ds1820可以共存與同一條線上。每個ds1820內(nèi)部可以分為4個部分：1.>64位的序列號，是區(qū)別不同傳感器芯片的唯一編號；2.>8字節(jié)的片內(nèi)ram，用于保存芯片檢測到的溫度數(shù)據(jù)以及臨時保存報(bào)警溫度限；3.>2字節(jié)的eeprom，用于永久性保存溫度報(bào)警上下限；4.>溫度傳感器。

用戶對于ds1820的訪問分為3個步驟：

1.初始化

用戶通過信號線，向ds1820發(fā)送一個滿足特定時序的負(fù)脈沖，信號線上的所有的ds1820芯片都被復(fù)位。準(zhǔn)備接受用戶的序列號訪問命令。

2.序列號訪問命令

接下來，用戶通過信號線，發(fā)送一個特定的64位序列號編碼。這時，信號線上所有相連ds1820都進(jìn)行編碼匹配，只有編碼一致的ds1820才被激活，可以接受下面的內(nèi)存訪問命令。

3.內(nèi)存訪問命令

在用戶發(fā)送序列號訪問命令選定特定ds1820芯片后，被選中的芯片便可以接受內(nèi)存訪問命令。讀取溫度數(shù)據(jù)，設(shè)定溫度報(bào)警限。

單片機(jī)68hc08gp32主要特性

68hc08gp32為motorola公司新出品的帶片內(nèi)flash的8位單片機(jī)。其主要特性為：

* 32k的片內(nèi)flash，可以動態(tài)修改其內(nèi)容

* 512字節(jié)的ram

* 具備spi和sci接口

* 具備2路16位雙通道的定時器，可分別作為輸入捕捉，輸出比較和pwm功能

* 具備8路8位a/d

* 具備內(nèi)部pll功能，最高總線8m

* 具備8個鍵盤中斷輸入

本系統(tǒng)（圖1）采用二級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。上位機(jī)為pc機(jī)，通過一個自制的232-485轉(zhuǎn)換器直接和眾多的下位機(jī)（分機(jī)）相連。每個分機(jī)由一片mc68hc08gp32控制，可連接10根電纜，而每根電纜最多可以連接40個測溫點(diǎn)（ds1820），另外，每個分機(jī)可以接入2路模擬濕度傳感器輸入。分機(jī)自帶鍵盤和液晶模塊，通過鍵盤輸入可以實(shí)現(xiàn)分機(jī)的單機(jī)運(yùn)行也可以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)連網(wǎng)運(yùn)行。分機(jī)檢測范圍±64.0度，精度0.5度，其濕度的精度低于1%。系統(tǒng)整體上分為4個部分：

·上位機(jī)軟件；

·rs232-485轉(zhuǎn)換器；

·分機(jī)模塊；

·電纜連接。