專利名稱：遠傳式數字溫度計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及現場溫度采集、數據遠距離傳輸以及上位顯示技術。具體說就是將現場采集的溫度數據經遠距離傳輸到上位機顯示出來背景技術目前，在大多數溫度檢測系統中進行溫度檢測的電路，基本上都是由溫度傳感器和A/D轉換器等電路組成。其電路不但結構復雜且成本高，測試也繁瑣。
技術方案本實用新型的目的在于公開一種遠傳式數字溫度計，主要針對傳統的溫度采集表采集數據精度低和無法集中監控的缺點，采用數字化芯片和遠距離總線驅動技術，具有數據測量精度高、傳輸距離遠、抗干擾能力強和方便集中監控且成本低、不用調試的優點。
本實用新型包括現場部分上傳顯示部分，其特征在于單片機2采用89C2051芯片，數字化溫度采集芯片1采用DS1820，和看門狗電路5構成單片機系統。由單片機2控制數字化溫度采集芯片1做數據的采集，數字化溫度采集芯片1按照單片機2的指令將采集到的數據傳送給單片機，再由單片機將數據轉化為頻率，經總線電流驅動器3和上位總線電流驅動器4上傳給上位數字顯示部分。上傳顯示部分由現場總線電流驅動器6傳送來的數據經上位電流驅動器7傳送給上位單片機8，再由上位單片機將數據送給數碼顯示管9顯示。
圖1本實用新型現場測量系統原理框圖；圖2本實用新型單片機系統電路原理圖；圖3本實用新型上位監控系統原理框圖；具體實施方式
圖3中10為上傳顯示部分的看門狗電路圖1所示為遠傳式數字溫度計的現場測量部分的單片機控制系統原理框圖。其中單片機是系統的核心，由它控制DS1820來實現溫度的采集。DS1820按照單片機指令按嚴格的時序進行溫度數據的采集并把數據傳送到單片機。
DS1820是可組網數字式溫度傳感器，在其內部使用了在板(ON-BOARD)專利技術。全部傳感元件和轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內。與其他溫度傳感器相比，DS1820具有以下特性(1)獨特的單線接口方式，在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現。
(2)DS1820支持多點組網功能，多個DS1820可以并聯在唯一的三線上，實現多點測溫。
(3)DS1820在使用上不需要任何外圍器件。
(4)測量范圍在-55℃-+125℃，固有測溫分辨率0.5℃。
(5)測量結果以9位數字量方式串行傳送。
DS1820在正常使用時的分辨率為0.5℃，這對測量精度要求日益升高的現代溫測中已呈現了明顯的不足。在對DS1820測量原理詳細的分析基礎上，本發明采取直接讀取DS1820內部暫存寄存器的方法，將測量分辨率提高到0.1℃到0.01℃。
DS1820內部暫存寄存器的分布如表1所示，其中第7字節存放的是當溫度寄存器停止增殖時計數器1的計數剩余值，第8字節存放的是每度所對應的計數值，這樣我們就可以通過下面的方法獲得高分辨率的溫度測量結果。首先用DS1820提供的讀暫存寄存器的指令(BEH)讀出以0.5℃為分辨率的溫度測量結果。然后切去測量結果中的最低有效位(LSB)，得到所測量實際溫度的整數部分T整數，然后再用BEH指令讀取計數器1的計數剩余值M剩余和每度計數值M每度，考慮到DS1820測量溫度的整數部分以0.25℃、0.75℃為進位界限的關系，實際溫度T實際可用下式計算得到T實際＝(T整數-0.25℃)+(M每度-M剩余)/M每度。利用這種方法即可得到高精度的溫度測量值。
單片機在得到DS1820傳送來的數據后，將其裝化為頻率值，再經總線電流驅動器上傳給上位機。其實際電路圖如圖2。單片機傳送數據的串行通道上接一三極管，數據從單片機輸出后利用三極管的放大作用將單片機的微弱電流放大，再用光電耦合隔離器將信號隔離后送到傳輸總線上。這樣，既可以實現數據的遠距離傳輸又可以保證數據傳輸的準確，達到遠距離、高速的最小誤差傳輸。
上位機的單片機系統原理框圖如圖3所示。由總線傳送過來的數據經總線電流驅動器后進入單片機，單片機將頻率值轉化為串行數據和碼校驗后，將溫度值送給數碼顯象管顯示。通過改變加熱或制冷系統的工作狀態，可實現對被監測系統的實時監控。為了提高系統的可靠性，該系統設計了由硬件和軟件組成的“看門狗”。硬件看門狗由集成芯片25045及外圍電路組成，同時還帶有電源監控和復位功能。顯示采用8位共陰極LED數碼管，用來顯示溫度測量值。
本實用新型具有以下優點(1)采用集成數字溫度傳感器DS1820，系統設計微型化、低攻耗、高性能、抗干擾能力強；(2)軟件上采用直接讀取數據暫存寄存器的方法，大大提高了數據的精度；(3)硬件電路設計了看門狗電路，可使程序異常時自動復位，提高了系統的可靠性；(4)采用總線驅動技術，傳輸距離遠，數據傳輸準確，方便多路組網和對采集系統的集中監控。
權利要求1.一種遠傳式數字溫度計，包括現場部分上傳顯示部分，其特征在于單片機(2)采用89C2051芯片，數字化溫度采集芯片(1)采用DS1820，和看門狗電路(5)構成單片機系統；由單片機(2)控制數字化溫度采集芯片(1)做數據的采集，數字化溫度采集芯片(1)按照單片機(2)的指令將采集到的數據傳送給單片機，再由單片機將數據轉化為頻率，經總線電流驅動器(3)和上位總線電流驅動器(4)上傳給上位數字顯示部分；上傳顯示部分由現場總線電流驅動器(6)傳送來的數據經上位電流驅動器(7)傳送給上位單片機(8)，再由上位單片機將數據送給數碼顯示管(9)顯示。
專利摘要本實用新型公開一種遠傳式數字溫度計，主要針對傳統的溫度采集表采集數據精度低和無法集中監控的缺點，采用數字化芯片和遠距離總線驅動技術，具有數據測量精度高、傳輸距離遠、抗干擾能力強和方便集中監控且成本低、不用調試的優點。本實用新型包括現場部分上傳顯示部分，其特征在于單片機2采用89C2051芯片，數字化溫度采集芯片1采用DS1820，和看門狗電路5構成單片機系統。上傳顯示部分由現場總線電流驅動器6傳送來的數據經上位電流驅動器7傳送給上位單片機8，再由上位單片機將數據送給數碼顯示管9顯示。
文檔編號G01K7/00GK2711708SQ20032011178
公開日2005年7月20日 申請日期2003年12月26日 優先權日2003年12月26日
發明者秦濤, 冷嚴冬, 白德芳, 丁兆國, 胡維慶 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司