單總線技術(shù)在航空相機(jī)溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用

6只傳感器根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)熱分析結(jié)果，布置在鏡頭組件的不同位置上。為了最大限度方便布線，傳感器采用寄生電源供電，即電源端與接地端相連，并接到最近的相機(jī)本體上。利用相機(jī)本體接地的特點(diǎn)，用一根信號(hào)線連接6只傳感器，利用DSP上的一個(gè)I／O口采集溫度信號(hào)。其中，SN74LVC4245A作為雙向電平轉(zhuǎn)換隔離器件，提高了對(duì)傳感器的驅(qū)動(dòng)能力，對(duì)傳感器采用5 V電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)。MOSFET的作用是增強(qiáng)了總線上拉能力，保證了總線空閑時(shí)強(qiáng)上拉狀態(tài)，提高了寄生電源模式下對(duì)傳感器的供電能力。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)對(duì)DS18B20U各種操作必須按如下順序進(jìn)行：初始化DS18820U；發(fā)ROM功能命令；發(fā)存儲(chǔ)器操作命令；處理數(shù)據(jù)執(zhí)行。
由于DS18B20U對(duì)操作的時(shí)序性要求很高，所以主CPU經(jīng)過(guò)單總線接口訪問(wèn)DS18B20U的工作流程必須要遵守嚴(yán)格的操作順序，如果順序中任意一步缺少或順序錯(cuò)亂，DS18B20U將不會(huì)響應(yīng)。首先將DS18B20U逐個(gè)掛接在主機(jī)上，以讀出其序列號(hào)。其工作過(guò)程為：主機(jī)發(fā)出一個(gè)不小于480μs的低電平信號(hào)，復(fù)位DS18B20U。然后主機(jī)釋放總線，進(jìn)入接收模式，這時(shí)總線被上拉電阻和MOSFET管共同拉高，當(dāng)DS18B20U探測(cè)到這個(gè)上升沿的時(shí)候，等待15～60μs后發(fā)送一個(gè)器件存在脈沖信號(hào)，把總線拉低大約60～240μs，表示器件已經(jīng)正常掛接到總線上，當(dāng)DS18B20U所發(fā)響應(yīng)脈沖由主機(jī)接收后，主機(jī)再發(fā)讀ROM命令代碼33H，然后發(fā)一個(gè)脈沖，接著讀取DS18B20U序列號(hào)的1位。用同樣的方法讀取序列號(hào)的56位。由于DS18B20U單總線通信功能是分時(shí)完成的，需要遵循嚴(yán)格的時(shí)序。讀取器件序列號(hào)的程序流程如圖3所示。

DS18B20U的命令中允許對(duì)所有在線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一操作，利用的是跳過(guò)ROM命令(命令為CCH)，即后面的操作是面對(duì)總線上所有的DS18B20 U。命令序列先跳過(guò)ROM，啟動(dòng)總線上所有DS18B20U進(jìn)行溫度測(cè)量，然后通過(guò)匹配ROM，再逐一讀取DS18B20U的溫度數(shù)據(jù)。這種方式使采集的溫度數(shù)據(jù)具有很好的同步性，而且節(jié)省時(shí)間。讀取多傳感器溫度信號(hào)的軟件流程如圖4所示。