基于Dallas單總線器件的多點(diǎn)信號采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

..學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密□,在_________年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密□。〔請?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打"√"作者簽名：年月日導(dǎo)師簽名：年月日目錄摘要………………………1前言………………………11單總線動手術(shù)基礎(chǔ)…………21.1單總線多器件控制系統(tǒng)概述…………21.2單總線的意義……………………31.3單總線處理次序………31.4信號方式…………41.5單總線器件…………61.6單總線技術(shù)的應(yīng)用……………………62單總線多器件控制的設(shè)計(jì)原則……72.1硬件設(shè)計(jì)原則……………………72.2軟件設(shè)計(jì)原則……………………82.3使用的算法……………………92.4預(yù)想設(shè)計(jì)方案……………………103系統(tǒng)模塊介紹……………………113.1DS2190單總線橋接芯片…………113.2LF33CV低壓降〔LD0調(diào)節(jié)器…………123.3A/D轉(zhuǎn)換器DS2450……………………133.4可尋址控制開關(guān)……………………133.5集成穩(wěn)壓器LM317……………………153.6防靜電保護(hù)二極管…………164DS2432的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和加密原理設(shè)計(jì)………………174.1DS2432的內(nèi)部結(jié)構(gòu)……174.2DS2432的加密原理…………………185適配器的設(shè)計(jì)……………………195.1硬件電路設(shè)計(jì)……………………19USB接口電路設(shè)計(jì)………………195.1.2RJ-11橋接電路的設(shè)計(jì)…………205.2適配器軟件設(shè)計(jì)…………216適配器通信信號性能測試…………236.1硬件可靠性設(shè)計(jì)……………………256.2軟件可靠性設(shè)計(jì)……………………257總結(jié)與展望……………………25致謝………………26參考文獻(xiàn)………………27附錄……………………28基于Dallas單總線器件的多點(diǎn)信號采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生：樂東指導(dǎo)趙勝會〔三峽大學(xué)科技學(xué)院摘要:美國Dallas公司近年推出的單總線技術(shù)及相應(yīng)的集成芯片,用單片機(jī)可以組建成單總線技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)。文中具體說明了系統(tǒng)的硬、軟件組成特點(diǎn),在自動測控系統(tǒng)中的應(yīng)用內(nèi)部含有SHA-1加密引擎,可使硬件設(shè)計(jì)更安全可靠的DS2432自動加密電路,。根據(jù)DS2432的工作原理,提出一種帶軟件加密狗的1-Wire總線USB口適配器的設(shè)計(jì)方法,同時介紹硬件電路,對電路進(jìn)行了分析和說明,給出軟件加密流程。關(guān)鍵詞:1-Wire線;USB口;適配器;加密電路DS2432Abstract:Inrecentyears,theUnitedStatesDallascompanyintroducedasingle-bustechnologyandtheintegratedchipcanbeformedintoasinglechipmicrocomputerbusapplications.Thepaperspecificallydescribesthesystemhardware,thesoftwarefeaturesintheautomaticcontrolsystemofinternalencryptionwithSHA-1engine,enablesamoresecureandreliablehardwaredesignDS2432automaticallyencryptedcircuit.AccordingDS2432works,presentsadonglewithsoftware,the1-WirebusUSBportadapterdesignmethod,alsodescribedthehardwarecircuit,thecircuitanalysisandexplanation,giventhesoftwareencryptionprocess.Keywords:1-Wirebus;USBport;adapter;encryptioncircuitDS2432前言隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件技術(shù)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,基于現(xiàn)場總線技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)逐步取代分散式工業(yè)控制系統(tǒng),成為計(jì)算機(jī)技術(shù)及電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最具活力的一種邊緣分支并取得巨大進(jìn)步。美國美信公司設(shè)計(jì)的1-Wire總線是眾多現(xiàn)場總線中極具競爭力的一種。具備能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字通信、總線負(fù)載量大、布線簡練、精度高、性能穩(wěn)定、價格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn),特別是非常適合中短距離通信,是工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高級境界。單總線測量網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)需要與PC主機(jī)相結(jié)合,所以在單總線組成的測量網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)適配器是必不可少的,它擔(dān)負(fù)著主機(jī)監(jiān)控單元與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。USB接口總線具有高速傳輸、支持熱插拔、即插即用、開發(fā)成本低等優(yōu)點(diǎn)。DS2432提供一種緊湊的密鑰存儲方案,有效地降低了硬件仿制的可行性。據(jù)此,本文提出了一種基于DS2432的單總線USB口適配器的設(shè)計(jì)方法。目前常用的微機(jī)與外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇锌偩€主要有I2C總線、SPI總線和SCI總線。其中I2C總線以同步串行2線方式進(jìn)行通信〔一條時鐘線,一條數(shù)據(jù)線,SPI總線則以同步串行3線方式進(jìn)行通信〔一條時鐘線,一條數(shù)據(jù)輸入線,一條數(shù)據(jù)輸出線,而SCI總線是以異步方式進(jìn)行通信〔一條數(shù)據(jù)輸入線,一條數(shù)據(jù)輸出線的。這些總線至少需要兩條或兩條以上的信號線。近年來,美國的達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司〔DALLASSEMICONDUCTOR推出了一項(xiàng)特有的單總線〔1-WireBus技術(shù)。該技術(shù)與上述總線不同,它采用單根信號線,既可傳輸時鐘,又能傳輸數(shù)據(jù),而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的,因而這種單總線技術(shù)具有線路簡單,硬件開銷少,成本低廉,便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)場總線技術(shù)。低壓電器新一代產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了可通信、網(wǎng)絡(luò)化,能與多種開放式的現(xiàn)場總線連接,進(jìn)行雙向通信,實(shí)現(xiàn)電器產(chǎn)品的遙控、遙信、遙測、遙調(diào)功能?，F(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用,不僅能對配電質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控,減少損耗。而且,現(xiàn)場總線技術(shù)能對同一區(qū)域電網(wǎng)中多臺斷路器實(shí)現(xiàn)區(qū)域連鎖,實(shí)現(xiàn)配電保護(hù)的自動化,進(jìn)一步提高配電系統(tǒng)的可靠性。工業(yè)現(xiàn)場總線領(lǐng)域使用的總線有Profibus、Modbus、DeviceNet等,其中Modbus與Profibus的影響較大。1單總線技術(shù)基礎(chǔ)1.1單總線多器件控制系統(tǒng)概述用于單主機(jī)系統(tǒng),能夠控制一個或多個從機(jī)設(shè)備。主機(jī)可以是微控制器,從機(jī)可以是單總線器件,它們之間的數(shù)據(jù)交換只通過一條信號線。當(dāng)只有一個從機(jī)設(shè)備時,系統(tǒng)可按單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作；當(dāng)有多個從設(shè)備時,系統(tǒng)則按多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作。圖1.1單總線多接點(diǎn)系統(tǒng)示意圖1.2單總線的定義單總線是一根在系統(tǒng)中用來完成數(shù)據(jù)控制和交換的數(shù)據(jù)線。設(shè)備〔主機(jī)或從機(jī)通過一個漏極開路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線,以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時能夠釋放總線,而讓其它設(shè)備使用總線,其內(nèi)部等效電路如圖2所示。單總線通常要求外接一個約為4.7kΩ的上拉電阻,這樣,當(dāng)總線閑置時,其狀態(tài)為高電平。主機(jī)和從機(jī)之間的通信可通過3個步驟完成,分別為初始化1-wire器件、識別1-wire器件和交換數(shù)據(jù)。由于它們是主從結(jié)構(gòu),只有主機(jī)呼叫從機(jī)時,從機(jī)才能應(yīng)答,因此主機(jī)訪問1-wire器件都必須嚴(yán)格遵循單總線命令序列,即初始化、ROM、命令功能命令。如果出現(xiàn)序列混亂,1-wire器件將不響應(yīng)主機(jī)〔搜索ROM命令,報警搜索命令除外。這些芯片采用CMOS技術(shù),耗電量都很小,從單總線上"偷"一點(diǎn)電〔空閑時幾μW,工作時幾mW存在芯片內(nèi)電容中就可正常工作了,故一般不用另附電源。單總線上通常處于高電位〔5V左右,每個器件都能在需要時驅(qū)動它。因此,掛在總線上的每個器件必須是漏極開路或者是三態(tài)輸出的,這樣,不工作時不會給總線增加功耗。單總線的數(shù)據(jù)傳輸有兩種模式,通常以16.3kb/s的速率通信,超速模式可達(dá)142kb/s。因此,只能用于對速度要求不高的場合,一般用于100kb/s以下速率的測控或數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)中。以上內(nèi)容是單總線技術(shù)協(xié)議所要求的,各種芯片都具備這些基本內(nèi)容,然后才進(jìn)入某種具體的芯片功能,如A/D轉(zhuǎn)換器、溫度計(jì)等。應(yīng)當(dāng)指出,單總線技術(shù)作用距離在單片機(jī)I/O直接驅(qū)動下可達(dá)200m,經(jīng)擴(kuò)展可達(dá)1000m以上,允許掛上百個器件,能滿足一般測控系統(tǒng)的要求。1.3單總線處理次序處理次序是軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)。在單總線系統(tǒng)中,軟件設(shè)計(jì)是技術(shù)的關(guān)鍵。簡潔的硬件配置是靠復(fù)雜的軟件來支撐的。在PC機(jī)作主控機(jī)時,單總線軟件設(shè)計(jì)基于Dallas公司授權(quán)的軟件開發(fā)商提供的成套開發(fā)工具,為軟件開發(fā)應(yīng)用帶來很大的便利。而用單片機(jī)作主控機(jī)時,得由自己依據(jù)單總線協(xié)議,用匯編語言和Ｃ語言來編寫全部軟件,給開發(fā)應(yīng)用增加了一定的難度。處理次序保證數(shù)據(jù)可靠的傳送,任一時刻單總線上只能有一個控制信號或數(shù)據(jù)。處理次序操作時,一般有以下四個過程：①初始化;②傳送ROM命令;③傳送RAM命令;④數(shù)據(jù)交換。單總線上所有處理都從初始化開始。初始化時序由總線命令者發(fā)出的復(fù)位脈沖和一個或多個從者發(fā)出的應(yīng)答脈沖組成。"應(yīng)答脈沖"是從者讓總線命令者知道某器件是在總線上,并準(zhǔn)備工作。其信號波形如圖1.3所示。圖1.3信號時序圖單總線命令者首先必須發(fā)送7個ROM功能命令中的一個命令：①讀ROM〔總線上只有一個器件時,如讀DS2401的序列號;②匹配ROM〔總線上有多個器件時,尋址某個器件;③查找ROM〔系統(tǒng)首次啟動后,須識別總線上各器件;④跳過ROM〔總線上只有一個器件時,可跳過讀ROM命令直接向器件發(fā)送命令,以節(jié)省時間;⑤超速匹配ROM〔超速模式下尋址某個器件;⑥超速跳過ROM〔超速模式下跳過讀ROM命令;⑦條件查找ROM〔只查找輸入電壓超過設(shè)置的報警門限值的某個器件。這些操作在手冊中都有具體的命令碼供編程使用。當(dāng)成功執(zhí)行上述命令之一后,總線命令者可發(fā)送任何一個可使用的命令來訪問存儲和控制功能,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所有數(shù)據(jù)的讀寫都是從最低位開始的。1.4信號方式所有的單總線器件都要遵循嚴(yán)格的通信協(xié)議,以保證數(shù)據(jù)的完整性。1-wire協(xié)議定義了復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫0、讀0和讀1時序等幾種信號類型。所有的單總線命令序列〔初始化,ROM命令,功能命令都是由這些基本的信號類型組成的。在這些信號中,除了應(yīng)答脈沖外,其它均由主機(jī)發(fā)出同步信號,并且發(fā)送的所有命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的低位在前。圖1.4是這些信號的時序圖。其中,圖4是初始化時序,初始化時序包括主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)發(fā)出的應(yīng)答脈沖。主機(jī)通過拉低單總線至少480μs產(chǎn)生Tx復(fù)位脈沖；然后由主機(jī)釋放總線,并進(jìn)入Rx接收模式。主機(jī)釋放總線時,會產(chǎn)生一由低電平跳變?yōu)楦唠娖降纳仙?單總線器件檢測到該上升沿后,延時15～60μs,接著單總線器件通過拉低總線60～240μsμ來產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。主機(jī)接收到從機(jī)的以應(yīng)答脈沖后,說明有單總線器件在線,然后主機(jī)就可以開始對從機(jī)進(jìn)行ROM命令和功能命令操作。圖4中的〔a、〔b、〔c分別是寫1、寫0和讀時序。在每一個時序中,總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。所有的讀、寫時序至少需要60μs,且每兩個獨(dú)立的時序之間至少需要1μs的恢復(fù)時間。圖中,讀、寫時序均始于主機(jī)拉低總線。在寫時序中,主機(jī)將在拉低總線15μs之內(nèi)釋放總線,并向單總線器件寫1；若主機(jī)拉低總線后能保持至少60μs的低電平,則向單總線器件寫0。單總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時序時才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù),所以,當(dāng)主機(jī)向單總線器件發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后,必須馬上產(chǎn)生讀時序,以便單總線器件能傳輸數(shù)據(jù)。在主機(jī)發(fā)出讀時序之后,單總線器件才開始在總線上發(fā)送0或1。若單總線器件發(fā)送1,則總線保持高電平,若發(fā)送0,則拉低總線。由于單總線器件發(fā)送數(shù)據(jù)后可保持15μs有效時間,因此,主機(jī)在讀時序期間必須釋放總線,且須在15μs的采樣總線狀態(tài),以便接收從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。

圖1.4是這些信號的時序圖1.5單總線器件通常把掛在單總線上的器件稱之為單總線器件,單總線器件內(nèi)一般都具有控制、收發(fā)、存儲等電路。為了區(qū)分不同的單總線器件,廠家生產(chǎn)單總線器件時都要刻錄一個64位的二進(jìn)制ROM代碼,以標(biāo)志其ID號。目前,單總線器件主要有單總線橋接芯片<DS2190>、低壓降〔LDO調(diào)節(jié)器<LF33CV>,A/D轉(zhuǎn)換器〔如MC1433、防靜電保護(hù)二極管〔如DS9520等。這里介紹一種iButton形式的單總線器件,它是利用瞬間接觸來進(jìn)行數(shù)字通信的,這些器件的應(yīng)用已經(jīng)滲透到貨幣交易和高度安全的認(rèn)證系統(tǒng)之中。IButton是采用紐扣狀不銹鋼外殼封裝的微型計(jì)算機(jī)晶片,它具有抗撞擊、防水漬、耐腐蝕、抗磁擾、防折疊、價格便宜等特點(diǎn),能較好的解決傳統(tǒng)識別器存在的不足,同時又可滿足系統(tǒng)在可靠性、穩(wěn)定性方面的要求。1.6單總線技術(shù)的應(yīng)用用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)單總線應(yīng)用,硬件連接簡單,單片機(jī)并口P1、P2、P3中的任一位I/O端口都可以與單總線進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。用單片機(jī)對單總線系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場長期監(jiān)控是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方案,而且還可通過RS-232<或485>串行口與上位機(jī)PC連接,這樣還能在Windows平臺上進(jìn)行更高一級的軟件管理。單總線技術(shù)可廣泛應(yīng)用到社會各領(lǐng)域,這里只列舉了環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控的應(yīng)用情況,其方法也完全可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域。環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)通常用于程控通信機(jī)房、精密儀器室、檔案館、庫房、賓館客房、無人值守站、變電站等場所,實(shí)時監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境中的溫度、濕度、煙霧、浸水及非法侵入等情況,根據(jù)設(shè)定值自動報警并驅(qū)動相關(guān)執(zhí)行器件。這是計(jì)算機(jī)在測控領(lǐng)域中典型應(yīng)用的實(shí)例。通常的設(shè)計(jì)方案是選用一塊性能符合要求的多路數(shù)據(jù)采集〔A/D卡,與單片機(jī)的并行口相連,再把各種傳感器送來的模擬信號經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)連到A/D上,變成數(shù)字信號后交給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。這樣設(shè)計(jì)至少有兩大缺點(diǎn)：其一,要拉一大把線才能把現(xiàn)場傳感器的信號送到采集卡上,布線施工麻煩,成本也高;其二,線路上傳送的是模擬信號,易受干擾和損耗。因此,這種方案的性能價格比較低。采用單總線技術(shù)設(shè)計(jì)環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),只要一條雙絞線〔一根為信號線,一根為地線從單片機(jī)拉向監(jiān)控現(xiàn)場,然后將各種監(jiān)控對象掛在其上就可以了,其示意圖如圖5所示。圖中只畫出了一個監(jiān)控現(xiàn)場的配置,其布線接頭與通常線路用的一樣,插入和拔出都很方便。單總線多器件控制系統(tǒng)常用于監(jiān)控室內(nèi)溫、濕度。因?yàn)闇囟扔?jì)為直接數(shù)字輸出,不需A/D轉(zhuǎn)換器。濕度計(jì)、煙霧傳感器、紅外傳感器和浸水報警需要A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行判別。當(dāng)溫、濕度超過設(shè)定值就會通過開關(guān)DS2405來開啟空調(diào)機(jī)、去濕機(jī)。煙霧傳感器用做防火報警,當(dāng)其輸出電壓超過A/D設(shè)定門限時就發(fā)出報警。對于紅外式傳感器,當(dāng)有人侵入室內(nèi)時,其輸出電壓可由A/D判知并告警。對于浸水報警,當(dāng)置于地面上的探測器被水淹而短路,接通了監(jiān)視電路,被計(jì)算機(jī)查詢到后就會發(fā)出浸水報警。電子門鎖和防非法侵入都是用DS2401序列號設(shè)計(jì)的。正常情況下,只有用對應(yīng)的序列號鑰匙才能打開房門。若非法侵入,門窗位移使磁控開關(guān)接通設(shè)置的序列號,則會發(fā)出報警。2.單總線多器件控制的設(shè)計(jì)原則2.1硬件設(shè)計(jì)下原則：1、系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)正常功能情況下成本要低,而且盡可能選擇典型電路,便于硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。2、系統(tǒng)的擴(kuò)展與外圍設(shè)備配置的水平應(yīng)充分滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能要求,并留有適當(dāng)余地,以便進(jìn)行二次開發(fā)。3、硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用軟件方案一并考慮。原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件來實(shí)現(xiàn),以簡化硬件結(jié)構(gòu)。但要注意由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件功能,其響應(yīng)時間要比直接用硬件實(shí)現(xiàn)長,而且占用CPU時間。因此,選擇軟化方案時,要考慮到這些因素。4、整個系統(tǒng)中相關(guān)的器件要盡可能做到性能匹配,例如選用晶振頻率較高時,存儲器的存取時間有限,應(yīng)該選擇允許存取速度較高的芯片；選擇CMOS芯片構(gòu)成低功耗系統(tǒng)時,系統(tǒng)中的所有芯片都應(yīng)該選擇低功耗的產(chǎn)品。防電磁干擾特性,采用金屬外殼；5、系統(tǒng)的高可靠性、高抗干擾性。可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)是硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可缺少的一部分,它包括芯片、器件選擇、去耦濾波,印刷電路板布線、通道隔離等。必須考慮其驅(qū)動能力。驅(qū)動能力不足時,系統(tǒng)工作不可靠,解決的辦法是增加驅(qū)動能力,增設(shè)線驅(qū)動器或者減少芯片功耗,降低總線負(fù)載。2.2軟件設(shè)計(jì)原則軟件根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能,一個優(yōu)秀的應(yīng)用系統(tǒng)的軟件應(yīng)具有下列特點(diǎn)：1、軟件結(jié)構(gòu)清晰、簡捷、流程合理。2、各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化,子程序化,便于調(diào)試、鏈接,又便于移植、修改。3、程序存儲區(qū),數(shù)據(jù)存儲區(qū)規(guī)劃合理,既能節(jié)約內(nèi)存容量,又使操作方便。4、運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志化管理。各個功能程序運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行結(jié)果以及運(yùn)行要求都設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢。程序的轉(zhuǎn)移、運(yùn)行、控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。5、經(jīng)過調(diào)試修改后的程序應(yīng)進(jìn)行規(guī)范化整理,除去修改"痕跡"。6、規(guī)范化的程序便于交流,借鑒,也為今后的軟件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化打下基礎(chǔ)。7、實(shí)現(xiàn)全面軟件抗干擾設(shè)計(jì)。軟件抗干擾是計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提高可靠性的有力措施。8、為了提高運(yùn)行的可靠性,在應(yīng)用軟件中設(shè)置自診斷程序,在系統(tǒng)工作運(yùn)行前先運(yùn)行自診斷程序,用以檢查系統(tǒng)各種特征狀態(tài)參數(shù)是否正常。2.3使用的算法SHA算法概述:SHA<安全散列算法>是一種數(shù)據(jù)加密算法,該算法經(jīng)過加密專家多年來的發(fā)展和改善已日益完善,是現(xiàn)在已公認(rèn)的最安全的散列算法之一,并被廣泛使用。該算法的思想是接受一串輸入碼<信息>,并把它們轉(zhuǎn)化為長度較短、位數(shù)固定的輸出序列即散列值<也稱為信息摘要或信息認(rèn)證代碼>的過程。DS2432中實(shí)現(xiàn)的SHA算法是SHA21,它符合聯(lián)邦信息發(fā)行標(biāo)準(zhǔn)18021。單向散列函數(shù)的特征是容易產(chǎn)生散列值,但由于它的輸出不以任何可辨認(rèn)的方式反映輸入,所以從給定的散列值反求出輸入信息非常困難。SHA將輸入流按照每塊512位<64個字節(jié)>進(jìn)行分塊,并產(chǎn)生20個字節(jié)的被稱為信息認(rèn)證代碼的輸出。DS2432采用16個32位字Mt<0≤t≤15>作為輸入數(shù)據(jù)如表1所示CopyScratchpad。SHA算法涉及到一個稱為Wt<0≤t≤79>的80個32位字的序列,一個稱為Kt<0≤t≤79>的80個32位字的序列,一個布爾函數(shù)ft<B,C,D><0≤t≤79>,其中B、C和D為32位字,以及另外三個32位字,稱為A,E和TEMP。SHA算法用到的操作有不帶進(jìn)位的算術(shù)加法<"+">,邏輯反或1的補(bǔ)碼<"～">,異或<"Y">,邏輯與<"∩">,邏輯或<"∪">,賦值<"=">,以及32位字的循環(huán)移動。表達(dá)式"Sn<X>"表示將X向左循環(huán)移n位,其中X是一個32位字。系統(tǒng)上電系統(tǒng)上電讀取程序讀注冊碼寫緩存器讀驗(yàn)證頁讀緩存器讀存儲器判斷MAC程序禁止程序運(yùn)行正確錯誤圖2.3.SHA算法的工作流程圖表CopyScratchpad命令的SHA-1的輸入數(shù)據(jù)

表符號說明函數(shù)ft的定義如下:ft<B,C,D>=<B∩C>∪<<～B>∩D><0≤t≤19>ft<B,C,D>=BYCYD<20≤t≤39,60≤t≤79>ft<B,C,D>=<B∩C>∪<B∩D>∪<C∩D><40≤t≤59>常數(shù)序列Kt<0≤t≤79>的定義如下<16進(jìn)制>:Kt=5A827999H<0≤t≤19>Kt=6ED9EBA1H<20≤t≤39>Kt=8F1BBCDCH<40≤t≤59>Kt=CA62C1D6H<60≤t≤79>常量A,B,C,D,E初始化如下:A=67452301H;B=EFCDAB89H;C=98B2ADCFEH;D=10325476H;E=C3D2D1F0H2.4預(yù)想設(shè)計(jì)方案結(jié)合課題設(shè)計(jì)方向及電氣設(shè)計(jì)原則和所了解的相關(guān)知識,選用DS2490做為單總線橋接芯片,LF33CV做為低壓調(diào)節(jié)器,DS2450做為A/D轉(zhuǎn)換器,CD4051做為可尋址控制開關(guān),LM371做為穩(wěn)壓器,為防止靜電還需要靜電保護(hù)二極管DS9502。由于要使用SHA算法來實(shí)現(xiàn)加密設(shè)計(jì),可用DS2432做加密芯片,用RJ-11橋接電路來連接各器件,由單總線供電。3.系統(tǒng)模塊介紹3.1DS2190單總線橋接芯片ALLAS公司生產(chǎn)的USB單總線橋接芯片,內(nèi)部集成有USB收發(fā)器,USB控制器,USB單線轉(zhuǎn)換器,單總線控制器等,可以實(shí)現(xiàn)USB信號與單協(xié)議信號之間互為轉(zhuǎn)換。它符合USB1.1規(guī)范,采用差分方式傳輸串行數(shù)據(jù),通行效率高達(dá)12Mbit/s,通信距離可達(dá)300M。通過VBUS,GND,D+,D-,與PC機(jī)USB接口連接,可產(chǎn)生規(guī)范的單總線時序信號,支持DALLAS全系列單總線器件和ibutton器件。DS2490引腳如下圖圖3.1DS2490引腳電路圖VD：電源,可由USB口供電；1-Wire：單總線接口VB：USB總線功能電壓Vpup：編程電壓X1,X0：晶振連接端PMOD：保留引腳,通常與地連接SUSO：USB工作狀態(tài)輸出。D+,D-：USB差分?jǐn)?shù)據(jù)線。GND：地線DS2490的功能表3.2LF33CV低壓降〔LDO調(diào)節(jié)器圖案3-2LF33CV低壓降〔LDO調(diào)節(jié)器電路圖

可編程調(diào)節(jié)器屬于調(diào)節(jié)器的一種,可編程調(diào)節(jié)器又稱數(shù)字調(diào)節(jié)器或單回路調(diào)節(jié)器。它是以微處理器為核心部件的一種新型調(diào)節(jié)器。它的各種功能可以通過改變程序〔編程的方法來實(shí)現(xiàn),故稱為可編程調(diào)節(jié)器。特點(diǎn)：1、具有常規(guī)模擬儀表的安裝的操作方式,可與模擬儀表兼容。2、具有豐富的運(yùn)算處理功能。3、一機(jī)多能,可簡化系統(tǒng)工程,縮小控制室盤面尺寸。4、具有完整的自診斷功能,安全可靠性高。5、編程方便,無須計(jì)算機(jī)軟件即可操作,便于推廣。6、通信接口能與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī),擴(kuò)展性好。高性能、高可靠性、智能化、模塊化且綠色環(huán)保。由于LF33CV除了具有較強(qiáng)的額定短路分?jǐn)嗯c額定短時耐受電流能力等較高的性能指標(biāo)外,又可做到不降容使用,可以滿容量長期使用而不會發(fā)生過熱,從而實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。它可使斷路器實(shí)現(xiàn)了脫扣器的智能化,使斷路器的保護(hù)功能大大加強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)過載長延時、短路短延時、短路瞬時、接地、欠壓保護(hù)等功能,還可以在斷路器上顯示電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù),并可以避免高次諧波的影響下發(fā)生誤動作。3.3.A/D轉(zhuǎn)換器DS2450在單總線上直接掛上A/D轉(zhuǎn)換器,會使系統(tǒng)的檢測功能大大增強(qiáng)。各種物理量只要通過傳感器變?yōu)殡妷毫?就可由A/D采集后經(jīng)單總線送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。Dallas公司1999年推出的DS2450就是這樣的A/D轉(zhuǎn)換器,其主要特性為：·4路模擬輸入通道,兩種模擬輸入量程為0~2.56V和0~5.12V;

·未用做輸入的通道可作為輸出通道使用;

·一個數(shù)據(jù)口,以16.3kb/s的速率通信,超速模式可達(dá)142kb/s;

·逐次逼近的變換原理,可選擇的8位轉(zhuǎn)換精度;

·響應(yīng)模擬電壓超門限報警設(shè)置;

·不用另接電源和外圍電路;

·8腳SOIC封裝。3.4可尋址控制開關(guān)CD4051在測控系統(tǒng)中,開關(guān)量控制是應(yīng)用最多的。對計(jì)算機(jī)來講,只要送出一位0或1控制碼信號,就可用它去觸發(fā)被控電路。通常是先觸發(fā)光電耦合器,然后啟動繼電器、晶閘管或固體繼電器,視被控設(shè)備功率大小選用合適的開關(guān)器件。本系統(tǒng)選用了單端8通道模擬多路開關(guān)CD4051。它由電平位移電路,帶禁止端INH的8選1譯碼器和由該譯碼器對各個輸出分別加以控制的八個CMOS雙向模擬開關(guān)組成。其引腳如圖3.4a所示。INH為高電平時,八路通道全部不通。A、B、C分別為輸入選通地址端,0-7為八路模擬輸入信號端,COMMON端為被選通模擬信號的輸出端CD4051傳送的信號范圍從VFE到VDD。由于環(huán)境因子的采樣信號幅值為0～2V,所以將VEE端與Vss端相連并接地,VDD端接電源端Vcc,使得信號傳送范圍為O-Vcc,即0～+5V,INH,A,B,C四端連接四根地址線,控制信號的選通,其真值表見表3.4b。選通的信號從COMMON端送到A/D電路。圖3.4a圖3.4aCD4051引腳及連線表3.4bCD4051真值表表3.4bCD4051真值表3.5集成穩(wěn)壓器LM317圖3.5LM317示例電路LM117/LM317

是美國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。我國和世界各大集成電路生產(chǎn)商均有同類產(chǎn)品可供選用,是使用極為廣泛的一類串連集成穩(wěn)壓器。LM117/LM317

的輸出電壓范圍是

1.25V

至

37V,負(fù)載電流最大為2.2A。使用它時僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。它具有比較好的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率。LM117/LM317

內(nèi)置有過載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。

通常

LM117/LM317

不需要外接電容,除非輸入濾波電到

LM117/LM317

輸入端的連線超過

6

英寸〔約

15

厘米。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。

LM117/LM317

能夠有許多特殊的用法。比如把調(diào)整端懸浮到一個較高的電壓上,可以用來調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓,只要輸入輸出壓差不超過

LM117/LM317

的極限就行。當(dāng)然還要避免輸出端短路。還可以把調(diào)整端接到一個可編程電壓上,實(shí)現(xiàn)可編程的電源輸出。用LM317T制作可調(diào)穩(wěn)壓電源,常因電位器接觸不良使輸出電壓升高而燒毀負(fù)載。如果增加一只三極管,在正常情況下,T1的基極電位為0,T1截止,對電路無影響；而當(dāng)W1接觸不良時,T1的基極電位上升,當(dāng)升至0.7V時,T1導(dǎo)通,將LM317T的調(diào)整端電壓降低,輸出電壓也降低,從而對負(fù)載起到保護(hù)作用。如去掉三極管、斷開W1中心點(diǎn)連線,3.8V小電珠立刻燒毀,測輸出電壓高達(dá)21V。而加有T1時,小電珠亮度減小,此時

LM317T輸出電壓僅為2V,從而有效的保護(hù)了負(fù)載。

LM317作為輸出電壓可變的集成三端穩(wěn)壓塊,是一種使用方便、應(yīng)用廣泛的集成穩(wěn)壓塊。317系列穩(wěn)壓塊的型號很多：例如LM317HVH、W317L等。可以用317穩(wěn)壓塊制作輸出電壓可變的穩(wěn)壓電源。穩(wěn)壓電源的輸出電壓可用下式計(jì)算,Vo＝1.25〔1＋R2/R1?！沧1和R2的阻值是不能隨意設(shè)定的。317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo＝1.25V—37V〔高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等,其輸出電壓變化范圍是Vo＝1.25V—45V,所以R2/R1的比值范圍只能是有的0—28.6。317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流〔即最小輸出電流,最小穩(wěn)定工作電流的值一般為1.5mA。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時,317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時,317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時,沒有注意317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流,那么你制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正常現(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。在應(yīng)用中,為了電路的穩(wěn)定工作,在一般情況下,還需要接二極管DS9502作為保護(hù)電路,防止電路中的電容放電時的高壓把317燒壞。3.6防靜電保護(hù)二極管在單總線線路的末端,為防止處在開路狀態(tài)易受靜電等干擾侵入,通常都接上DS9502之類的防靜電<可高達(dá)27kV>保護(hù)二極管。圖3-6DS9502電路圖4.DS2432的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和加密原理設(shè)計(jì)4.1DS2432的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS2432[2]是倒裝芯片,有8個引腳,將控制、尋址、數(shù)據(jù)和電源集于一個數(shù)據(jù)引腳,可以在-40℃～+85℃,2.8V～5.25V的寬電壓范圍內(nèi)進(jìn)行讀、寫操作,內(nèi)置多點(diǎn)控制。其引腳排列如圖圖4.1aDS2432引腳排列圖

DS2432的內(nèi)部原理框圖如圖4.1b所示。該電路主要由64位掩模ROM、64位暫存器、4個32字節(jié)的EEPROM、64位寄存器、64位密鑰存儲器及512位SHA-1<安全散列算法>引擎6個主數(shù)據(jù)部件組成。圖4.1bDS2435內(nèi)部原理圖4.2DS2432的加密原理DS2432有四個存儲區(qū):數(shù)據(jù)存儲器、密鑰存儲器、含有特定功能和用戶字節(jié)的寄存器頁和暫存器。數(shù)據(jù)存儲器每頁32個字節(jié)。密鑰、寄存器頁和暫存器均為8字節(jié)。向數(shù)據(jù)存儲器寫數(shù)據(jù)、裝載初始密鑰,或者向寄存器頁寫入數(shù)據(jù)時,暫存器作為緩存器使用。數(shù)據(jù)存儲器、密鑰存儲器和寄存器頁位于線性地址空間中。數(shù)據(jù)存儲器和寄存器頁對讀訪問沒有限制,但向數(shù)據(jù)存儲器和寄存器頁寫數(shù)據(jù)時則需要知道密鑰。密鑰的安裝有二種方法,一是把數(shù)據(jù)從暫存器復(fù)制到密鑰存儲器;二是當(dāng)前密鑰和暫存器內(nèi)容經(jīng)過運(yùn)算后生成新的密鑰。密鑰不能直接讀取,只有SHA引擎能夠訪問它,計(jì)算信息鑒定碼MAC。地址0088H-008FH為寄存器頁,含有特定功能寄存器、通用用戶字節(jié)以及1個工廠字節(jié)。一旦編程為AAH或55H,這些字節(jié)中的大多數(shù)將被寫保護(hù)而不能再更改。其他所有代碼既不能寫保護(hù),也不能激活與這個特定字節(jié)相關(guān)的特殊功能。特殊功能包括僅寫保護(hù)密鑰;同時寫保護(hù)4個數(shù)據(jù)存儲器頁;僅激活數(shù)據(jù)存儲器頁1的EPROM模式;僅激活數(shù)據(jù)存儲器頁0的EPROM模式。一旦EPROM模式被激活,在數(shù)據(jù)存儲器未加寫保護(hù)的情況下,地址0020H-003FH中的位只能從邏輯1改為邏輯0。若讀取到的地址設(shè)為55H,表明地址008E和008F是可讀/寫的用戶字節(jié),沒有任何特定功能和鎖定機(jī)制。代碼AAH表明這二個字節(jié)被編程為16位的ID,并且被加寫保護(hù)。主機(jī)與1-Wire設(shè)備進(jìn)行通信時,用戶要提供16位的ID識別碼,用來協(xié)助應(yīng)用軟件識別包含DS2432的1-Wire網(wǎng)絡(luò)適配器。5.適配器的設(shè)計(jì)5.1硬件電路設(shè)計(jì)適配器需2個接口電路分別與計(jì)算機(jī)主機(jī)系統(tǒng)和1-Wire網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。與主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信主要通過USB協(xié)議實(shí)現(xiàn),稱為USB接口電路;與1-Wire網(wǎng)絡(luò)之間的通信通過USB到1-Wire總線的橋接電路DS2490S實(shí)現(xiàn),但需1個RJ-11插座,稱為RJ-11橋接電路。本設(shè)備采用USB總線的供電方式。USB接口電路設(shè)計(jì)USB接口電路的原理如圖所示。圖USB接口電路原理圖R3是上拉電阻器,它可使USB口的D+端上拉到DS2490S的VB端,表示USB主機(jī)系統(tǒng)是高速設(shè)備,同時這個上拉電阻器告訴主機(jī)有USB設(shè)備插入。該上拉電阻器的設(shè)置對適配器的影響很大,它的負(fù)載值和1-Wire網(wǎng)絡(luò)的總長決定1-Wire總線電壓上升到5V的速度。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測試選擇R3的阻值為27Ω±10%。R1、R2為USB數(shù)據(jù)線保護(hù)電阻器。L1、L2具有禁止高頻干擾并且減弱EMI輻射的功能。LF33CV為3.3V電壓穩(wěn)壓器,與周圍元件C1、C2組成強(qiáng)上拉部分,給EEPROM或溫度傳感器等器件提供額外的電源。RJ-11橋接電路的設(shè)計(jì)RJ-11橋接電路的原理如圖5.1.2a所示。圖5.1.2aDS2490S[3]是USB口與1-Wire器件的橋接電路,可直接連至USB主機(jī)系統(tǒng)。它可產(chǎn)生嚴(yán)格定時和受電壓擺率控制的1-Wire波形,并且可滿足USB接口通信協(xié)議的要求,保證USB口與1-Wire器件正常、安全地通信。晶體振蕩器電路主要由X1構(gòu)成,在整個系統(tǒng)中非常重要,可保證DS2490S穩(wěn)定工作。為了產(chǎn)生12Mb/s的USB總線速率,系統(tǒng)使用12MHz的晶體振蕩器。電容器的接入是為了使晶體振蕩器更容易起振。肖特基二極管D1,D2可消除來自于ESD采樣數(shù)的尖峰信號或通過分別導(dǎo)通D1,D2至GND,交叉耦合其他的鄰近電纜,防止1-Wire總線過電壓。電阻器R5可限制ESD的電流并保護(hù)D1和D2。R4、R5和D3組成諧振電路,其特有的靜電晶體振蕩器放電功能可對1-Wire總線起到保護(hù)作用。建議在1-Wire網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中使用阻抗約100Ω非屏蔽雙絞電纜。在本電路設(shè)計(jì)中考慮到這方面的原因,將R4、R5的阻值定為1kΩ,滿足了適配器數(shù)據(jù)通信的要求。整體電路原理如圖b所示。圖b整體電路原理圖5.2適配器軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)[4]主要包括計(jì)算機(jī)端USB接口驅(qū)動程序模塊設(shè)計(jì)和DS2490S橋接模塊與讀取DS2432模塊的固件設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中將軟件程序模塊化,可方便調(diào)試和完善。本適配器軟件的設(shè)計(jì)是在Win-dows2000系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行的,設(shè)計(jì)工具是VisualC++和DriverStudio。加密軟件流程,如圖5.2所示。NNYYN0FHWriteScrachpad主機(jī)總線發(fā)送"TX"復(fù)位命令DS2432RESET將8個字節(jié)密鑰寫入暫存器SAHLOADSecreBusMasterTXTA1<77:T<1>,TA2〔715：78>andE/SByte讀密鑰地址？M-1Auth.CodeMatch?DS2432將暫存器數(shù)據(jù)記為密鑰SHA-1引擎激活,計(jì)算MAC身份認(rèn)證碼延遲2ms主機(jī)獲得用戶密碼主機(jī)計(jì)算MAC信息鑒定碼NAahReadScratchpadCheckMAC?延遲10ms33HRcadROMCommand?CCHSkipROMCommand??BCHSearchROMCommand?55HMatchROMCommand?NNY69HOverdriveMatchROM?3CHDverdriveSkipROM?A5HResumeCommand?N圖5.2加密軟件流程圖

圖5.26.適配器通信信號性能測試對于遠(yuǎn)程1-Wire測量網(wǎng)絡(luò)的通信,在核實(shí)信號時,尤其是在電纜末端,必須使用差分探測器和探測器的地浮動參考。另外,探測器的地連接將設(shè)旁路1-Wire參考地并改變系統(tǒng)的拓?fù)?。如果沒有采用差分探測器,必須從總線地通過變壓器或使用電池供電的示波器隔離示波器的地。二者選其一來分離示波器電源供電電纜的安全地。當(dāng)從遠(yuǎn)端反射信號時,在圖形下降沿末尾的中心會產(chǎn)生一些波動<俗稱"鞍">,這是傳輸線的自然動作。電纜短于100m時看不到該"鞍"。由于條件所限,本適配器的通信信號性能測試在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。將適配器接入主機(jī)USB接口,再將示波器接入主機(jī),來掃描適配器傳輸?shù)男盘?。圖6所示為示波器掃描時序。由圖中可以看出輸入/輸出信號的時序基1-Wire器件的信號時序,未出現(xiàn)尖峰或混沌現(xiàn)象,適配器的工作基本穩(wěn)定。圖6所示為示波器掃描時序6.1硬件可靠性設(shè)計(jì)用于工業(yè)控制場合的系統(tǒng)對可靠性有較高的要求,只有具有較高可靠性的系統(tǒng)才具有實(shí)用價值。系統(tǒng)的可靠性包括軟件的可靠性和硬件的可靠性。單片機(jī)硬件系統(tǒng)的抗干擾能力與元器件質(zhì)量、裝配質(zhì)量等因素都有關(guān)系,但其中起決定作用的是設(shè)計(jì)過程,因此在設(shè)計(jì)中我們采取了以下抗干擾措施:<1>采用光電隔離;<2>采用過壓保護(hù)電路;<3>采用抗干擾穩(wěn)壓電源;<4>采用良好的接地系統(tǒng)。6.2軟件可靠性設(shè)計(jì)軟件部分可靠性主要通過抗干擾設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),其中本系統(tǒng)中的抗干擾設(shè)計(jì)主要包括以下部分:<1>采用數(shù)字濾波方法來抑制輸入通道的干擾;<2>對數(shù)字輸出信號處理;<3>對部分關(guān)鍵控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測;<4>采用指令冗余、軟件陷阱、"看門狗"等方法避免程序混亂。7.總結(jié)與展望基于Dallas單總線器件的多點(diǎn)信號采集系統(tǒng),與傳統(tǒng)的實(shí)際方法相比,設(shè)計(jì)簡單具有較高的性價比。同時可靠性高,操作靈活,系統(tǒng)簡明直觀。在分布式微機(jī)測控領(lǐng)域的到了廣泛的使用。用DS24910解決了PC機(jī)USB與單總線的接口問題,使USB控制單總線更加靈活。片機(jī)單總線技術(shù)比采用傳統(tǒng)的方案具有較高的性能價格比。而且,可以看出該技術(shù)具有以下特點(diǎn)：適用于低速測控場合;測控對象越多越顯示其優(yōu)越性;性價比高;硬件施工、維修方便;抗干擾性能好;具有CRC校驗(yàn)功能,可靠性高;軟件設(shè)計(jì)規(guī)范;系統(tǒng)簡明直觀,易于掌握。因此,積極推廣單總線技術(shù)的應(yīng)用會有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。單總線技術(shù)以其線路簡單、硬件開銷少、成本低廉、軟件設(shè)計(jì)簡單優(yōu)勢而有著無可比擬的應(yīng)用前景。基于單總線的iButton技術(shù)能較好地解決傳統(tǒng)識別器普遍存在的攜帶不便、易損壞、易受腐饋、易受電磁干擾等不足,可應(yīng)用于高度安全的門禁、身份識別等領(lǐng)域。其通信可靠簡單,很容易實(shí)現(xiàn)。由于單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)可靠性高。系統(tǒng)配置規(guī)范控制功能具有預(yù)想性,變動控制方案容易。具有較高的性價比。因此單總線技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景,是值得產(chǎn)注的一個發(fā)展領(lǐng)域。致謝從拿到課題到現(xiàn)在已有數(shù)月之久了,記得剛拿到課題的那一刻,一臉茫然,不知從何下手,到現(xiàn)在終于順利完成了論文.整個過程一波三折,讓我受益匪淺,我不但真正體會到學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)性,而且讓自己的知識結(jié)構(gòu)得到一次升華。今天取得的成績的取得都凝聚著許多人的心血,離不開大家的幫助.在此我衷心地感謝趙勝會老師,趙老師在我論文完成期間認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo),幫助我開拓研究思路,精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵,給予了大力支持,提出了很多寶貴的意見,在趙老師的幫助下,我學(xué)到了更多的專業(yè)知識,并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。同時我也要感謝我的同學(xué)給予我的幫助,他們?yōu)槲易珜懻撐奶峁┝瞬簧俳ㄗh和幫助我終于順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。再次感謝大家,在一起生活和工作學(xué)習(xí)的美好時光里,你們給予我的真誠的鼓勵和無私的幫助是終生難忘的。參考文獻(xiàn):[1]譚立勇.1-Wire技術(shù)概括[J].數(shù)據(jù)通信,2004.[2]DS2432-帶有SHA-1引擎保護(hù)的1-WireEE-PROM[Z].MaximIntegratedProducts,Inc.,2004.[3]DS2490UniversalSerialBusDescriptors[Z].

[4]Dallas.ProductsdataBook,1999

[5]吳江,陳尚松.單總線技術(shù)在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用.電測與儀表,1999<9>

[6]吳江,陳尚松.用單總線技術(shù)設(shè)計(jì)環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng).電子技術(shù)應(yīng)用,2000[7]任雁勝,基于單總線智能溫度傳感器的電腦溫控系統(tǒng)[J].XX工業(yè)大學(xué)學(xué)報,20XX06期.[8]