数字温度传感器DS18820在卫星电源系统中的应用

3数字V-T曲线控制系统

3.1 硬件设计

本设计选用美国Atmel公司的增强型Flash单片机AT89S52作为主处理器来完成主要的测控任务．A999S52内嵌的8 KB Flash ROM可在软硬件上兼容AT89C52，但其最大的特点是集成了ISP接口．因而可直接在目标板上进行在线编程。另外,设计中选用DALLAS公司的DS18B20作为温度测量单元，其单总线上挂接的DS18B20采用外接Vcc(而未用寄生供电)，进行多点测量；模数转换采用ADI公司的AD574，精度为12 bit。其系统硬件组成如图2所示。



3.2软件设计

本系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序等。编程时必须严格按照DS18B20的时序规定进行。尤其需要注意的是,在多点温度测量中，由于多个DS18B20挂在一条总线上，为识别不同的器件，在系统安装之前，应将主机逐个与DS18B20挂接，以读出其序列号。具体是由主机先给DS18B20发一个复位脉冲，在DS18B20发回响应脉冲给主机后，主机再发读ROM命令(代码33H)，并发一个15μs左右的脉冲，接着再读取DS18B20序列号的一位，并用同样方法读取序列号的每一位。其V-T曲线控制系统主程序和测温子程序分别如图3和图4所示。





4系统抗干扰设计

为了该系统能够稳定可靠地工作，本系统还应对其进行抗干扰设计。具体应从以下几个方面人手进行设计：

(1) 线加粗，合理走线、接地，三总线分开。使用完全光耦隔离方法来提高抗干扰能
力，减少互感振荡，光耦应选择高速器件；

(2) CPU、RAM、ROM等主芯片应在Vcc和GND间接电解及瓷片电容，以去掉高低频干扰；

(3) 应采用独立系统结构，并减少接插件与连线,以提高可靠性，减少故障率；

(4) 在外部供电的输入口应加二极管桥抑制电路，以防止逆向电流的出现，同时也使得内外电路的地线隔离，从而起到抗干扰作用；

(5) 加复位电压检测电路可防止复位不充分从而CPU就工作的现象,尤其在有EEPROM器件时，复位不充分会改变EEPROM的内容；

(6) 在单片机空单元写上00H，并在最后放跳转指令到ORG 0000H，可防止程序跑飞。

5 结束语

应用AT89S52单片机和DS18B20嵌入式数字温度传感器等设计的V-T曲线控制补偿系统，可以方便地进行数据采集、计算和调节。试验结果表明，该控制系统完全可以达到设计要求，以实现数字化的数据采集、数据处理和控制要求。该方法与传统的模拟硬件控制系统相比，可以很好地解决卫星电源分系统的小型化、高精度、高可靠性和低功耗等问题。可以预见，该设计方案在我国的航天领域将有很大作为。