温度采集与控制系统不仅在工业中大量应用， 在日常家 居 生 活 中 也 有 广 泛 的 用 途 。 ［１－３］ 在 温 度 采 集与控制系统中，常会用 到 单 片 机 。 ［４－６］ 单 片 机 具 有 多功能、高性能、高 速 度、低 电 压、低 功 耗、外 围 电 路 内装化及片内 储 存 器 容 量 可 增 等 特 性，现 在 已 广 泛 应用于智能仪器 仪 表、工 业 控 制、家 用 电 器、医 用 设 备 、航 空 航 天 、汽 车 设 备 等 专 用 设 备 的 智 能 化 管 理 及 过程控制等领 域 。 ［７－１１］ 本 文 对 温 度 采 集 与 控 制 系 统
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＳＣＭ，Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，Ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ
１ 引 言
不 同 ，它 采 用 单 根 信 号 线 ，既 可 传 输 时 钟 信 号 又 可 传 送 数 据 信 号 ，而 数 据 可 双 向 传 送 ，因 此 这 种 总 线 技 术
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｕｓｉｎｇ ＳＣＭ ａｓ ａ ｅ－ ｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｗｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｌｏｃｋ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｉｓｐｌａｙｓ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｃｌａｓｓｅｓ ｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ＬＣＤ ｓｃｒｅｅｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｅｔｔｉｎｇ，ｉｔ ｃａｎ ｍａｋｅ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ
具 有 线 路 简 单 、成 本 低 廉 、便 于 扩 展 和 维 护 等 优 点 。 单总线 上 同 样 允 许 挂 接 多 个 单 总 线 器 件。 因
此，每个单总线 器 件 必 须 有 各 自 固 有 的 地 址。 单 总 线通常需接一个 约 ４．７ｋΩ 的 上 拉 电 阻。 这 样，当 总 线空闲时，状态 为 高 电 平。 图 １ 电路。
（３）读时序：当 主 机 从 ＤＳ１８Ｂ２ 读 取 数 据 时，产 生 读 时 序 。 此 时 ，主 机 将 数 据 线 的 电 平 从 高 拉 到 低 ， 使读时序被初始化。如果此后 １５ｕｓ内，主机在 总线 上采样到高电平，则从 ＤＳ１８Ｂ２读“１”。
３ 温 度 采 集 控 制 系 统 设 计
ＤＳ１８Ｂ２０的工作时 序 包 括 初 始 化 时 序、写 时 序
单总线适用于 单 主 机 系 统，能 够 控 制 一 个 或 多 个从机设备。主 机 通 常 是 单 片 机，从 机 一 般 是 单 总 线器件，它 们 之 间 通 过 一 条 信 号 线 进 行 数 据 交 换。 美国 ＤＡＬＬＡＳ公司推 出 的 单 总 线 技 术 与Ｉ２Ｃ 总 线
第 ３９ 卷 第 １０ 期 专 辑 ２０１２ 年 １０ 月
计算机科学 Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１０Ｓｕｐｐ Ｏｃｔ ２０１２
基于单片机的一种嵌入式温度采集实时控制系统设计研究
韩泽远 张 宁 闫 陶
（北 京 联 合 大 学 信 息 学 院 北 京 １００１０１）
摘 要 针对目前温度采集实时控制的广泛使用的现状，以单片机为电子器件，设计了一种带数字钟的测 温 控 制 系 统。系统通过字符型 ＬＣＤ 液晶屏幕显示时间类参数，并根据温度设定，实时控制温度。实验结 果 表 明，本 系 统 效 果 较好。 关 键 词 单 片 机 ，温 度 采 集 ，控 制 系 统
和读时序。 （１）初始化：单片机将数据线的电平拉低 ４８０～
９６０ｕｓ后释放，等待１５～６０ｕｓ，单总线器 件 即 可 输 出 一个持续６０～２４０ｕｓ的 低 电 平 （存 在 脉 冲 ），单 片 机
本 文 受 ２０１２ 年 启 明 星 项 目 资 助 。 韩 泽 远 男 ，硕 士 生 ，主 要 研 究 方 向 为 通 信 电 子 技 术 ；张 宁 男 ，教 授 ，硕 士 生 导 师 ，主 要 研 究 方 向 为 通 信 电 子 教 学 。
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａｎ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＣＭ
ＨＡＮ Ｚｅ－ｙｕａｎ ＺＨＡＮＧ Ｎｉｎｇ ＹＡＮ Ｔａｏ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１，Ｃｈｉｎａ）
进行研究，设计 了 一 种 温 度 采 集 系 统。 这 种 系 统 利
用 ＡＴ８９Ｃ５１ 单 片 机 控 制 单 总 线 温 度 传 感 器 ＤＳ１８Ｂ２０以及 ＤＳ１３０２ 实时时钟，并通过 ＬＣＤ 液 晶 显示对温度发生的变化进行实时测量与控制。
２ 单 总 线 技 术 分 析
图１ 单片机与单总线器件 ＤＳ１８Ｂ２０的接口电路
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收到此应答后即可进行操作。 （２）写时 序：当 主 机 将 数 据 线 的 电 平 从 高 拉 到
低时，形成写时序，有写“０”和写“１”两种时序。 写时 序 开 始 后 ，ＤＳ１８Ｂ２０ 在 １５～６０ｕｓ期 间 从 数 据 线 上 采 样。如果采样到低电平，则 向 ＤＳ１８Ｂ２０ 写“０”；如 果 采样到高电平，则向 ＤＳ１８Ｂ２０写“１”，两 个 独 立 的 时 序 间 至 少 需 要 １ｕｓ的 恢 复 时 间 （拉 高 总 线 电 平 ）。