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单总线技术在航空相机温控系统中的应用

作者:时间:2012-02-08来源:网络收藏

2 系统硬件设计
系统硬件主要包括控制器、温度传感器、加热片等。控制器采用DSPTMS320F2812。在中的一个温控区域布置多个传感器实时采样,根据多次测量的平均值,通过控制器调节输出PWM脉宽,以控制加热片的输出,从而控制敏感区的温度。其中,镜头组件区域的温度测量示意图如图2所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/194492.htm

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6只传感器根据光学系统热分析结果,布置在镜头组件的不同位置上。为了最大限度方便布线,传感器采用寄生电源供电,即电源端与接地端相连,并接到最近的相机本体上。利用相机本体接地的特点,用一根信号线连接6只传感器,利用DSP上的一个I/O口采集温度信号。其中,SN74LVC4245A作为双向电平转换隔离器件,提高了对传感器的驱动能力,对传感器采用5 V电平信号驱动。MOSFET的作用是增强了总线上拉能力,保证了总线空闲时强上拉状态,提高了寄生电源模式下对传感器的供电能力。

3 系统软件设计
系统对DS18B20U各种操作必须按如下顺序进行:初始化DS18820U;发ROM功能命令;发存储器操作命令;处理数据执行。
由于DS18B20U对操作的时序性要求很高,所以主CPU经过单总线接口访问DS18B20U的工作流程必须要遵守严格的操作顺序,如果顺序中任意一步缺少或顺序错乱,DS18B20U将不会响应。首先将DS18B20U逐个挂接在主机上,以读出其序列号。其工作过程为:主机发出一个不小于480μs的低电平信号,复位DS18B20U。然后主机释放总线,进入接收模式,这时总线被上拉电阻和MOSFET管共同拉高,当DS18B20U探测到这个上升沿的时候,等待15~60μs后发送一个器件存在脉冲信号,把总线拉低大约60~240μs,表示器件已经正常挂接到总线上,当DS18B20U所发响应脉冲由主机接收后,主机再发读ROM命令代码33H,然后发一个脉冲,接着读取DS18B20U序列号的1位。用同样的方法读取序列号的56位。由于DS18B20U单总线通信功能是分时完成的,需要遵循严格的时序。读取器件序列号的程序流程如图3所示。

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DS18B20U的命令中允许对所有在线节点进行统一操作,利用的是跳过ROM命令(命令为CCH),即后面的操作是面对总线上所有的DS18B20 U。命令序列先跳过ROM,启动总线上所有DS18B20U进行温度测量,然后通过匹配ROM,再逐一读取DS18B20U的温度数据。这种方式使采集的温度数据具有很好的同步性,而且节省时间。读取多传感器温度信号的软件流程如图4所示。



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