内容发布更新时间 : 2024/5/6 4:41:23星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于ＤＳ18Ｂ20的嵌入式温度控制系统研究

摘要：介绍了用温度传感器DS18B20和嵌入式系统RCM2100构成的温度测控装置，DS18B20不需要复杂的信号调理电路和A／D转换电路就能直接与微处理器完成数据采集和处理。该装置具有操作方便、精度高、抗干扰能力强的优点，可根据不同需要满足于各种场合。

关键词：DS18B20嵌入式数据采集处理温度测控

1 引言

控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。目前，我国在这方面总体技术水平处于 20 世纪90年代中后期水平，控制参数大多靠人工经验及现场调试来确定。

2 系统的功能

利用RCM2100嵌入式系统实现水温的智能控制，使水温能够在1-100 摄氏度之间实现控制调节。利用仪器读出水温，显示在温度显示模块上，并在此基础上将水温调节到我们通过键盘输入的温度（其方式是加热或制冷），还可以在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。

系统模块分为CPU模块（RCM2100中的Rabbit2000）、DS18B20模块，显示模块，继电器控制模块，键盘输入模块五个基本模块（图1）。DS18B20可以被编程，所以箭头是双向的，CPU首先写入命令给DS18B20，然后DS18B20开始转换数据，转换后通过CPU来处理数据。数据处理后的结果就显示到显示模块的数码管上。

3 系统硬件设计

3.1RCM2100简介[1]

美国Z-WORLD公司的RCM2100（图2）系列嵌入式开发系统核心由8位微处理器硬件和嵌入式软件构成，片内资源相对较少，相应的软件可以完成所需的网络通信和控制功能。RCM2100开发板由5V直流供电，温度范围为-40度到+70度，非常适合应用于工业控制环境。它集成了速度达30MHz的Rabbit2000微处理器，512K Flash RAM，512K SRAM和RJ-45以太网接口。有5个8位并行口，分别以PA、PB、PC、PD、PE表示，可分别用于和以太网卡控制芯片、RS485、RS232串行口进行数据通信，图3显示了RJ-45以太网口J4的引出线。注意用在这里的连接器间的编号方式有两种标准，编号是相反的。

3.2 温度传感器DS18B20特性与原理[2]

由DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器（图4）,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器，可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。本系统采用了DS18B20单总线可编程温度传感器,来实现对温度的采集，传感器与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现二者的双向通讯，不存在并行线的干扰，整体上提高系统的可靠性，简化了电路的复杂度！

从DS18B20得到的温度值是HEX码，需要转换成能输给译码器显示的BCD码。首先程序判断温度是否是零下，如果是，则DS18B20保存的是温度的补码值，需要对其低8位（LS Byte）取反加一变成原码。处理过后把DS18B20的温度复制到单片机的RAM中，里面已经是温度值的HEX码了，然后转换HEX码到BCD码，分别把小数位，个位，十位，百位的BCD码存入RAM中。

3.3键盘部分分析：

这一部分多用到软件设计，从而简化了键盘电路，其实质是单线调节，不但使抗干扰能力增强、传输距离远，也减少了键盘设计的造价，这样特别适合应用