多路高精度温度采集装置

　　摘要： 本文给出多路高精度温度采集装置实现方案。

　　关键词： DS18B20;完全二叉树

　　引言

　　在许多传统行业中，多路高精度温度采集系统是不可或缺的。电厂、石化行业、钢铁厂以及制药厂等企业生产过程中，普遍存在着需要进行温度测量的场合。利用单片机和温度传感器组成的专用测温系统由于具有结构简单、工作可靠、价格低廉的优势，而得到了广泛的应用。应用在电力系统中，当电力机房中的控制柜、电缆、电容、开关过载或损坏时，都会产生巨大的热量如不及时发现处理，往往会导致事故或火灾的发生。

　　系统方案

　　本装置结构(图1)可以大致分为：采集部分、供电电源系统、通讯部分。采集部分是通过主核心芯片AT89S52单片机和DALLAS最新单线式数字温度传感器DS18B20组建采集网络完成。DS18B20采集温度测量范围为-55~+125℃，多个DS18B20 可以并联在唯一的三线上，实现多点测温，可节省大量的引线和逻辑电路。DS18B20 非常适用于远距离多点温度检测系统，通过两种通讯方式实时上传温度数据，这两种通讯方式为 RS485通讯和RS422通讯，在RS485通讯中笔者用ADI公司的串行RS485接口芯片ADM2483，它是双电源供电，输出和输入完全隔离的RS485芯片，可以加强对有效信号的接受与发送，增加了远距离通讯的可靠性。而RS422通讯实现了全双工的通讯机制，在另一端采用光耦隔离的方式，将电源和信号隔离，增加了信息传输的正确率和抗干扰性，保证了信息的完整性。

　　系统硬件设计

　　采集电路

　　以AT89S52单片机为核心，外置看门狗X5045和一片11.0592MHz晶振构成最小单片机系统，应用AT89S52单片机的I/O口双向传输数据的功能，P3.4与DS18B20一线总线连接，实现对DS18B20进行读取和写入操作，在总线上加入一个上拉电阻，这个电阻可以根据加入网络DS18B20的多少和采集距离的长短来改变电阻阻值。利用P3.0和P3.1特殊功能I/O口定义，做为通讯的收发器。P2.0应用AMD2483的使能控制引脚。在此应用JTAG标准仿真接口设计，通过JTAG接口将程序下载到AT89S52芯片中。实现操作功能。采集电路如图2所示。

　　电源

　　在进行系统运行时，不可缺少的就是电源的稳定性和可靠性，AMS1117-5.0具有限流和过热自动关断保护功能，其内置的带隙基准可以保证输出电压的误差精度。在输出端需要连接一个至少10mf的钽电解电容用于提高输出端的瞬态响应和稳定性。主要为单片机及周围电路供电。B0505S-W5是金升阳公司的一款专门针对线路板上分布式电源系统中需要产生一组与输入电源隔离的电源的应用场合而设计的，在此为内部隔离的ADM2483提供隔离电源和MAX488通讯提供隔离电源。从而使信号的传输更加可靠。电源电路示于图3。

　　通讯

　　在通讯中分为RS485通讯和RS422通讯。RS485通讯采用的ADM2483是ADI公司的串行RS485接口芯片，采用双电源供电，输出和输入完全隔离的RS485芯片，可以加强对有效信号的接收与发送，增加了远距离通讯的可靠性。配合555的定时器的功能，EA_485在通常情况下处于低电平接收状态，当TXD_IN有信号输出时使能EA_485变为高电平，将数据发送出去。当发完这段数据时EA_485自动回到低电平接收状态，发送数据这段时间是由R5