单片机论文.doc

毕 业 设 计 (论 文)
题 目： 单片机单总线技术
及其应用
系 部： 电气工程系
专 业： 机电一体化
学生姓名： 李小英
班 级： 09232
学 号：
指导教师：

题目类型：√ 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发
2011年 12月 14日
摘 要
美国Dallas公司近年推出的单总线技术及相应的集成芯片，用单片机可以组建成单总线技术的应用系统。
关键词：单片机 单总线 测控技术
引言
论文中具体说明了系统的硬、软件组成特点，介绍了一些典型器件，并列举了在自动测控系统中的实际应用情况。相对于传统的方案，单片机单总线技术具有突出的技术优势和更高的性能价格比。
计算机用于测控系统时，测控对象与计算机之间的信息交换是通过总线进行的。不管是通用的并行、串行总线，还是专用总线，其传送数据的信号线总是多根的。最简单的RS-232串行总线也有两根信号线，且只能通向一路被测或被控对象，否则要用下位机扩展。这样，当遇到多路多个测控对象时，系统中相互连接则非常复杂。若只用一根信号线（1-wire），在其上可以挂上许多测控对象，且电源也经这根信号线馈给，这样组建一个系统就方便多了。本文介绍使用这种一根信号线的技术，为了表述简明易懂，并区别于计算机的其他总线，将其称为单总线（1-wire bus）技术。
单总线及相应芯片是美国Dallas半导体公司近年推出的新技术。在该公司支持下，信息产业部电子五所和桂林电子工业学院联合对单总线技术进行了开发应用。我们正在对环境状态监测系统、实时气象监测系统（自动气象站）、军用仓库测控系统、农业塑料大棚测控系统、宾馆楼宇监管系统、停车收费系统、考勤管理系统等领域进行应用开发。应用中主控计算机视要求，既可以采用PC机也可以采用单片机。本文主要介绍在单片机控制下单总线技术的应用。
1 单总线技术
单总线技术是只有一个总线命令者和一个或多个从者组成的计算机应用系统。单总线系统由硬件配置、处理次序和单总线信号三部分组成。
系统按单总线协议规定的时序和信号波形进行初始化、识别器件和进行数据交换。
1. 硬件配置
　　单总线系统只定义了一根信号线。总线上的每个器件都能够在合适的时间驱动它，相当于把计算机的地址线、数据线、控制线合为一根信号线对外进行数据交换。为了区分这些芯片，厂家在生产每个芯片时，都编制了惟一的序列号，通过寻址就能把芯片识别出来。这样做能使这些器件挂在一根信号线上进行码分多址、串行分时数据交换，组成一个自动测控系统或一个自动收费系统，甚至还可以用单总线组成一个微型局域网。
厂家对每个芯片用激光刻录的一个64位二进制ROM代码。从最低位开始，前8位是族码，表示产品的分类编号;接着的48位是一个惟一的序列号；最后8位是前56位的CRC校验码。CRC（Cyclic Redundancy Check）称为循环冗余码检测，是数据通信中校验数据传输是否正确的一种方法。[论文之家:]在使用时，总线命令者读入ROM中64位二进制码后，将前56位按CRC多项式（这里是X8+X5+X4+1）计算出CRC值，然后与ROM中高8位的CRC值比较，若相同则表明数据传送正确，否则要求重传。48位序列号是一个15位的十进制编码，这么长的编码完全可为每个芯片编制一个全世界惟一的号码，也称之为身份证号，可以被寻址识别出来。此外，芯片内还含有收、发控制和电源存储电路，其示意图如图1所示。

这些芯片采用CMOS技术，耗电量都很小，从单总线上“偷”一点电（空闲时几μW，工作时几mW）存在芯片内电容中就可正常工作了，故一般不用另附电源。单总线上通常处于高电位（5V左右），每个器件都能在需要时驱动它。因此，挂在总线上的每个器件必须是漏极开路或者是三态输出的，这样，不工作时不会给总线增加功耗。
单总线的数据传输有两种模式，，超速模式可达142kb/s。因此，只能用于对速度要求不高的场合，一般用于100kb/s以下速率的测控或数据交换系统中。
以上内容是单总线技术协议所要求的，各种芯片都具备这些基本内容，然后才进入某种具体的芯片功能，如A/D转换器、温度计等。应当指出，单总线技术作用距离在单片机I/O直