基于DS18B20的自动调温光疗系统设计

每次访问DS18B20的操作都是以初始化器件开始，然后发出ROM命令和功能命令。初始化器件会使主机接到应答信号，ROM命令与各个从机设备的惟一 64位ROM代码相关，允许主机在1一Wire总线上连接多个从机设备时，指定操作某个从机设备。这些命令还允许主机能够检测到总线上有多少个从机设备以及其设备类型，或者有没有设备处于报警状态。本系统是只有一个温度传感器的单点系统，利用跳过ROM(SKIPROM)命令，主机不必发送64b序列号，从而节约了大量时间。

ROM命令后，主机就可以发出指定功能命令（温度转换、读暂存器等）来完成操作。本系统中读取温度的程序为：unsignedintRead_Temperature(void)
{unsignedchara,b;//用于存储温度数据的变量
if(init_18b20()==0)
{write_byte(0xCC);//发送SkipROM指令
write_byte(0x44);//发送温度转换指令
delay_20us(1);
if(init_18b20()==0)
{write_byte(0xCC);//发送SkipROM指令
write_byte(0xBE);//发送读取暂存寄存器指令
a=read_byte();//读出低八位温度数据
b=read_byte();//读出高八位温度数据
temperature=((b*256+a)/16);//计算出10进制温度值
}}return(temperature);}

4可控硅控制输出单元

4.1可控硅控制单元硬件设计

本系统利用MOC3021光电隔离电路来触发可控硅。AT89C52利用P21引脚与MOC3021的2脚相连。图2（a）为触发电路原理图。MOC3021是双向晶闸管输出型的光电耦合器，其作用是隔离单片机系统和外部的双向晶闸管。

图2：可控硅控制输出单元原理图

4.2过零检测电路设计

利用过零检测电路捕捉交变电压的零点信号。以便在过零点启动定时器，当计时时间到达后触发可控硅。过零检测电路如图2（b）所示，利用两个TIL117与 18V的交流电相连，两个TIL117分别在交流电的正负周期当电压达到0.3V使三极管T导通，进而使三极管T的集电极在交流电的零点附近产生脉冲信号。

4.3可控硅移相触发程序设计

过零检测电路在交变电压每个周期产生两个过零点电压脉冲信号，使AT89C52产生外部中断。在中断服务程序中开始定时器计时。定时器的定时时间小于两个过零脉冲信号间隔，即10ms，这样可以使定时器中断在下一个外部中断来到之前工作。在定时器中断服务程序中，触发可控硅，并装入新的定时器定时时间常数。等待下一个过零脉冲信号到来引发的外部中断，进而开始新一个周期的可控硅触发周期。程序流程图如图1（b）。

利用过零检测电路产生的下降沿作为外部中断信号，在中断程序中根据系统此时功率输出判断是否启动定时器，如果功率输出为非零则启动定时器进行计时。

voidguicontrol(void)interrupt2
{if(power!=0)//判断负载功率输出是否为零时，非零则进入
{DT=1；//关断可控硅输出，DT为AT89C52的P21引脚
TR0=1;//启动定时器}}
当定时器中断产生时，停止定时器计时，并且在中断函数中装入在程序主控制流程中根据检测到的温度及系统的功率设定而实时变化的新定时时间常数，触发可控硅导通。可控硅导通时间会持续到负载电流每个半周的终点。voidtime0(void)interrupt1
{TR0=0;//停止定时器计时
TH0=timehigh;//装入新的定时器定时时间常数
TL0=timelow;
DT=0;//触发可控硅导通，DT为AT89C52的P21引脚
TF0=0;//清除定时器溢出标志位}

本文阐述了医疗系统的温度测控设计原理，选用了单总线数字传感器DS18B20作为温度传感器，简化电路。设计了一种实现可控硅移相触发的编程方法，给出了具体应用电路和软件设计。所采用设计方案使该医疗系统硬件简单实用，可靠性增加。

参考文献：
[1]马田华，陈东，蒋国平．可编程单总线数字式温度传感器DS18B20的原理及应用[J]．元器件分析与应用，2004,7:83-85
[2]李钢，赵彦峰．1-Wire总线数字温度传感器DS18B20原理及应用[J]．现代电子技术，2005，21:77-79
[3]戚新波，范峥，陈学广．DS18B20与ATmega8单片机接口的C语言实现方法[J]．微计算机信息，2005，7-2:71-73