基于單總線的測溫系統方案解析

單總線技術是美國Dallas公司的一項專有技術，采用單根信號線傳輸數據，具有節省I/O口資源、結構簡單、成本低、便于總線擴展和維護等諸多優點。單總線技術適用于單個主機系統控制一個或多個從機設備。Dallas公司的單總線產品中均有一個8字節只讀存儲器(ROM)，用于存放產品的序列號(每個芯片唯一的64位標識代碼)。如圖1所示，從低位起第一個字節(8位)是器件的家族代碼，表示產品的分類;接下來的6個字節(48位)是每個器件唯一的ID號;最后一個字節(8位)是前56位的CRC校驗碼。同一種類型的器件有248個ID號碼總量，確保了在總線上不會產生地址沖突。

傳統的基于單總線的測溫系統采用ROM搜索的方式在線識別掛接在總線上器件的注冊碼和器件的類型，由此可在線確定總線上的器件數量。但是，隨著掛接在總線上的單總線器件增加，搜索ROM的時間也隨之增加，系統開銷增大。基于此，本設計采用支持菊鏈模式的新型數字溫度傳感器芯片DS28EA00組建單總線測溫網絡。該方案無需進行傳統的ROM搜索步驟，允許用戶將器件在鏈路中的物理位置與序列號對應，節省了RAM開銷，簡化了基于單總線的應用設計。

1 DS28EA00特性分析

DS28EA00是具有9位(0.5℃)至12位(0.062 5℃)分辨率和用戶可編程非易失性(NV)上/下觸發點報警功能的數字溫度計。每個DS28EA 00都有工廠編程的唯一64位序列號。DS28EA00具有滯回和干擾濾波功能，使其能夠在大的單總線網絡中可靠工作。與其他單總線器件(例如DS18B20)不同，DS28EA00具有兩個額外的引腳用以執行順序檢測功能。該特性允許用戶將器件在鏈路中的物理位置與序列號對應，例如用來測量儲存塔不同高度處的溫度。如果無需順序檢測功能，這些引腳可作為通用輸入或輸出。

2 基于DS28EA00的測溫系統的硬件連接

采用DS28EA00的單總線測溫系統硬件連接圖如圖2所示，主控制器采用51系列單片機，通過一個通用I/O口與單總線器件DS28EA00連接。與Dallas其他的數字溫度傳感器不同，DS28EA00具有兩個額外的引腳PIOA和PIOB。其中，除了連接在總線上的第一個DS28EA00的PIOB接地外，其他每一個器件的PIOA均與下一個器件的PIOB相連接，最后一個DS28EAOO的PIOA懸空或接地，所有的DS28EA00采用菊鏈的方式互連在一起。微控制器的其他部分連接輸入設備、輸出設備和通信接口。