摘要:介紹DS2480B UART/RS232至單總線協議轉換器的主要特性、工作原理、接口技術,并具體闡述DS2480B在農業溫室分布式測控系統設計中的應用。
關鍵詞:DS2480B 單總線 RS232 分布式測控
單總線技術是美國Dallas半導體公司近年推出的新技術。它將地址線、數據線、控制線合為1根信號線,允許在這根信號線上掛接數百個單總線器件芯片。基于單總線的每個芯片內部均有1個出廠前被光刻好的64位ROM序列號,它可以看作是該芯片的地址序列碼。開始8位是產品類型標號,如DSl8B20為28H,DS2450為20H等;接著的48位是該芯片自身的序列號,用以保證在同類芯片中的唯一性;最后8位是前面56位的循環冗余校驗碼,以確保數據傳輸的可靠性。光刻ROM的作用是使每個"單總線"器件的地址都各不相同,這是定位和尋址器件實現單總線測控功能的前提條件,并以此為依據實現1根總線上掛接多個"單總線"芯片。芯片內部集成有收發控制電路和電源存儲電路。與微處理器的接口非常簡單,可節省大量的引線和邏輯電路。芯片的耗電量很小,從總線上"偷"一點電(空閑時幾μW,工作時幾mW)存儲在片內的電容中就可正常工作,一般不用另附電源。最可貴的是這些芯片在檢測點已把被測信號數字化了,因此在單總線上傳送的是數字信號,這使得系統的抗干擾性能好、可靠性高、傳輸距離遠。
單總線技術具有節省I/O口線資源、結構簡單、成本低廉、便于總線擴展和維護等優點,因此,在分布式測控系統中有著廣泛應用。
1 DS2480B主要特性
◇ 串口UART/RS232至單總線通信協議的轉接橋,可直接連到UART和5V RS232系統中, 支持Dallas全系列單總線器件,如數字溫度傳感器DS18B20、A/D轉換器DS2450等;
◇ 將主機從單總線時序控制中解脫出來,提供規范的、靈活的和強驅動的單總線定時;
◇ 支持標準UART通信,支持9.6(默認)、 19.2、57.6和115.2 kbps速率;
◇ 具有較強的總線驅動能力,通信距離可達300 m;
◇ 可編程下拉擺率控制和有源上拉,工作范圍 5 V,-40 ~ +85 ℃,8引腳SOIC封裝。
2 引腳說明及原理框圖
DS2480B為8腳貼片式封裝,如圖1所示。引腳功能如表1所列。
表1 引腳功能說明
引腳號 | 引腳名稱 | 引腳功能 |
1 | GND | 地線 |
2 | 1-W | 單總線輸入輸出端 |
3 | NC | 懸空 |
4 | VDD | 4.5~5.5V電壓 |
5 | VPP | EPROM編程電壓 |
6 | POL | RXD/TXD選擇端 |
7 | TXD | 發送端 |
8 | RXD | 接收端 |
DS2480B工作原理框圖如圖2所示。
3 DS2480B與RS232的接口技術
電路應用了串口"竊電"技術,不用外加電源,同時有DS9502對單總線提供靜電保護,如圖3所示。
4 基于DS2480B的單總線農業溫室分布式測控系統設計
4.1 核心器件介紹
溫度信號的檢測選用單總線數字溫度計DSl8B20。它利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關系,通過對振蕩周期的計數來實現溫度測量。DSl8B20采用3引腳TO-92小體積封裝形式;溫度測量范圍為 -55~+125 ℃,可編程為9~12位 A/D轉換精度,測溫分辨率可達 0.0625 ℃,典型轉換速度200 ms/次;被測溫度用符號擴展的16位二進制補碼數字量方式串行輸出;內部非揮發的溫度報警觸發器可由用戶設置高、低限報警值。