I摘要電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用量大面廣，電動(dòng)機(jī)的安全可靠運(yùn)行直接關(guān)系到生產(chǎn)的正常進(jìn)行。在油田生產(chǎn)中，電機(jī)保護(hù)更顯的尤為重要。本文是根據(jù)大慶油田第二采油廠的實(shí)際需求，建立電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)信息數(shù)字化管理系統(tǒng)。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想是利用基于單總線技術(shù)的IBUTTON作為信息的載體；用DELPHI語(yǔ)言，按照單總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)IBUTTON中數(shù)據(jù)的讀取，再把讀取的數(shù)據(jù)出到SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)中或以流文件的形式儲(chǔ)存到硬盤，最后把數(shù)據(jù)繪制成折線圖或者是圓周圖顯示出來(lái)。該系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)、生產(chǎn)動(dòng)靜態(tài)信息、電動(dòng)機(jī)電流、電壓監(jiān)測(cè)資料有效的統(tǒng)一結(jié)合，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)管理優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)查詢每一個(gè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)以便各級(jí)管理人員及時(shí)掌握每口井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，及時(shí)采取相應(yīng)生產(chǎn)措施。關(guān)鍵詞電機(jī)保護(hù)；單總線；DELPHI；IBUTTONIIABSTRACTTHEELECTRICMOTORSHOULDTHEAMOUNTUSEDBIGSURFACEBEBROAD,THEELECTRICMOTORSECURITYRELIABLERUNDIRECTLYRELATESTHEPRODUCTIONNORMALLYTOCARRYONINOILFIELDPRODUCTION,ELECTRICALMACHINERYPROTECTIONREVEALSESPECIALLYISIMPORTANTTHISARTICLEISSECONDPICKSTHEOILREFINERYACCORDINGTOTHEDAQINGOILFIELDTHEACTUALDEMAND,ESTABLISHMENTELECTRICMOTORPRODUCTIONINFORMATIONDIGITIZATIONMANAGEMENTSYSTEMMANAGEMENTSYSTEMTHESYSTEMOVERALLDESIGNTHINKINGISTHEUSETAKESTHEINFORMATIONBASEDONSINGLEBUSTECHNOLOGYIBUTTONTHECARRIERWITHDELPHILANGUAGE,THEDATAISREADACCORDINGTOTHE1WIREBUSPROTOCOLIMPLEMENTATIONTOIBUTTONINTAKES,AGAINREADSTHEDATAWHICHTAKESTOLEAVETOSQLINTHESERVERDATABASEORFLOWSTHEFILETHEFORMTOSTOREUPTHEHARDDISK,FINALLYDRAWSUPTHEDATAFOLDSTHEGRAPHORISTHECIRCUMFERENCECHARTDISPLAYSTHISSYSTEMTHEELECTRICMOTORTESTDATA,THEPRODUCTIONSOUNDOFSOMETHINGASTIRCONDITIONINFORMATION,THEELECTRICMOTORELECTRICCURRENT,THEVOLTAGEMONITORINFORMATIONVALIDUNIFICATIONUNION,FULLYDISPLAYSTHENETWORKMANAGEMENTSUPERIORITY,THEIMPLEMENTATIONNETWORKINQUIRESEACHELECTRICMOTORPARAMETERINORDERTOALLLEVELSOFADMINISTRATORPROMPTLYGRASPSEACHWELLPRODUCTIONPERFORMANCE,PROMPTLYTAKESTHECORRESPONDINGPRODUCTIONMEASUREKEYWORDSELECTRICALMACHINERYPROTECTION1WIREBUSDELPHIIBUTTONIII前言本論文研究的目的是結(jié)合大慶油田第二采油廠的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出一套電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)在油田生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用量非常大，電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行直接關(guān)系到油田生產(chǎn)的正常進(jìn)行，因此電機(jī)保護(hù)是油田生產(chǎn)的重要工作之一。本文所做的工作就是在現(xiàn)有的電機(jī)保護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)上，利用達(dá)拉斯公司紐扣存儲(chǔ)器存取方便，易于保存的優(yōu)點(diǎn)，采用單總線存儲(chǔ)技術(shù)為信息讀取的技術(shù)依托；采用功能強(qiáng)大的DELPHI語(yǔ)言進(jìn)行界面的設(shè)計(jì)、圖形的繪制和數(shù)據(jù)的讀取，采用微軟公司的SQLSERVER數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，將讀出的數(shù)據(jù)入庫(kù)，同時(shí)以流文件或文本文件的形式儲(chǔ)存到硬盤，實(shí)現(xiàn)雙備份。將數(shù)據(jù)繪制成折線圖或者是圓周圖顯示出來(lái)，方便工作人員的查詢、分析。將電動(dòng)機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)、生產(chǎn)動(dòng)靜態(tài)信息、電動(dòng)機(jī)電流、電壓監(jiān)測(cè)資料有效的統(tǒng)一結(jié)合，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)管理優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)查詢每一個(gè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)，以便各級(jí)管理人員及時(shí)掌握每口井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)采取相應(yīng)的整改方案，確保油田生產(chǎn)的平穩(wěn)可靠運(yùn)行，為油田生產(chǎn)節(jié)省人力和物力。本文分為五章第一章概述簡(jiǎn)要的說(shuō)明了本文的基本內(nèi)容和要用到的技術(shù)；第二章介紹了單總線協(xié)議和單總線技術(shù)，包括它的產(chǎn)生、發(fā)展、硬件結(jié)構(gòu)、軟件實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。第三章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，編程工具的選擇；怎么樣讀取IBUTTON里數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；怎么把數(shù)據(jù)用圖形的方式直觀的顯示出來(lái)。IV目錄第1章概述111電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)概述112單總線技術(shù)概述313本文所做的工作4第2章單總線1WIRE協(xié)議及單總線技術(shù)521單總線傳輸?shù)挠布A(chǔ)522單總線協(xié)議623單總線技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)1024單總線技術(shù)的優(yōu)勢(shì)14第3章系統(tǒng)的解決方案1731開發(fā)語(yǔ)言平臺(tái)的選擇1732系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案1933系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案2034應(yīng)用效果分析28結(jié)論29參考文獻(xiàn)30致謝31附錄321第1章概述11電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)概述電機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著十分重要的作用，電氣、機(jī)械、冶金、建筑、煤炭、石油、化工、汽車、飛機(jī)以及造船工業(yè)等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)部門以至我們的日常生活，幾乎離不開各種各樣的電機(jī)，它們己是當(dāng)今生產(chǎn)活動(dòng)和日常生活中最主要的原動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)裝置。它們數(shù)量之多，應(yīng)用范圍之廣，地位之重要，幾乎是沒有其他設(shè)備所能與之比擬的，舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，一臺(tái)生產(chǎn)線上主要電動(dòng)機(jī)的故障，必將造成生產(chǎn)線的停工，它甚至?xí)绊懻麄€(gè)大生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程，影響之大可以設(shè)想。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)使用的中型電機(jī)大約有2000萬(wàn)臺(tái)，每年燒毀的電機(jī)約占16，約320萬(wàn)臺(tái)，平均每臺(tái)的維修費(fèi)用1000元，總費(fèi)用為32億元左右。另外，由于電機(jī)的故障、損壞所造成的其它事故以及導(dǎo)致工廠停產(chǎn)所造成的問(wèn)接經(jīng)濟(jì)損失則更為巨大。造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，除了管理措施不完善等因素外，關(guān)鍵的問(wèn)題是電機(jī)保護(hù)技術(shù)尚有不盡人意之處，誤動(dòng)、擾動(dòng)的情況時(shí)有發(fā)生，常影響正常使用，以致出現(xiàn)多數(shù)用戶不用或?qū)⒈Ｗo(hù)裝置甩掉的嚴(yán)重現(xiàn)象。在目前各種電機(jī)保護(hù)裝置中，普遍存在著要么智能化程度高、價(jià)格過(guò)高、體積較大不便在有限制的控制裝置中安裝，推廣難度大要么價(jià)格低而智能化程度低，對(duì)故障的判斷由于缺少智能分析而影響使用效果，目前廣泛使用不帶CPU的集成電路制作的的電機(jī)故障檢測(cè)儀，雖然可判斷電流超限、缺相等故障，但無(wú)智能判斷，只能簡(jiǎn)單地以電流超限為判據(jù)，而實(shí)際使電機(jī)發(fā)生故障是電流的時(shí)間和環(huán)境溫度的函數(shù)，同時(shí)也不能對(duì)故障情況存儲(chǔ)記錄和數(shù)據(jù)顯示，另外，儀器沒有適時(shí)運(yùn)行參數(shù)顯示功能，設(shè)定的參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行的參數(shù)無(wú)法對(duì)照，不能根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況設(shè)定電流，因此使用時(shí)既不準(zhǔn)確可靠、又不直觀方便，很不利于故障的排除，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常放棄使用這類保護(hù)。為避免影響生產(chǎn)，開發(fā)一種性能穩(wěn)定、保護(hù)種類齊全、動(dòng)作速度快、靈敏度高、可靠性好的智能電機(jī)保護(hù)器十分必要。電機(jī)保護(hù)技術(shù)是隨著近代工業(yè)化的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。早期的電機(jī)保護(hù)監(jiān)控方法主要是采用繼電器一類的模擬控制器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，用定時(shí)繼電器、行程開關(guān)、熱繼電器等對(duì)電機(jī)工作過(guò)程進(jìn)行時(shí)序控制、行程控制、邏輯控制、設(shè)備保護(hù)等。這些模擬控制器件組成的常規(guī)控制系統(tǒng)具有可靠性高、易于維護(hù)操作等優(yōu)點(diǎn)，并2得到了一泛的應(yīng)用。但隨著工業(yè)生產(chǎn)向大型化、復(fù)雜化方向的發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，常規(guī)控制系統(tǒng)的局限性己經(jīng)越來(lái)越突出，其主要表現(xiàn)為連線復(fù)雜、體積大、功耗高、工作速度慢、延時(shí)和控制精度低、設(shè)計(jì)、施工周期長(zhǎng)、修改困難，尤其對(duì)模擬量難于進(jìn)行數(shù)字處理，在很多領(lǐng)域里的使用受到了限制。50年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能傳感器技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用研究取得了巨大的進(jìn)步。隨著新技術(shù)、新工藝不斷地向傳統(tǒng)的技術(shù)與工藝挑戰(zhàn)，用計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的測(cè)控儀，用現(xiàn)代的控制算法取代經(jīng)典的控制算法，用靈敏、節(jié)能的新型智能傳感器取代老式的變送器，己成為工礦企業(yè)及科研院所設(shè)計(jì)與改造工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)首先考慮的問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)正趨于走向智能化、模塊化、虛擬化。現(xiàn)代電機(jī)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向1、電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的智能化?，F(xiàn)在一般的監(jiān)控系統(tǒng)是指不帶CPU或單片機(jī)的模板或設(shè)備。當(dāng)一個(gè)測(cè)控系統(tǒng)中I/O設(shè)備太多，又要進(jìn)行大量計(jì)算時(shí)，常出現(xiàn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能完成指定任務(wù)的情況。單片機(jī)的出現(xiàn)，對(duì)許多儀器儀表的設(shè)計(jì)帶來(lái)了一次根本的變革。由于單片機(jī)的功能適中、價(jià)格低廉，能適應(yīng)工業(yè)或測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，人們把它作為儀器或設(shè)備的局部控制和總線接口的通信器件，從而構(gòu)成一個(gè)智能化的監(jiān)控系統(tǒng)，用于控制內(nèi)部電路，同時(shí)與外部信號(hào)打交道，并按一定協(xié)議與總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。它大大減輕了主CPU的負(fù)擔(dān)，同時(shí)提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和整體測(cè)控性能。2、電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的模塊化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路和智能傳感器技術(shù)的發(fā)展，新型的智能外圍器件層出不窮。這種新型的智能外圍器件具有功耗低、接口簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性好、精度和性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越成為監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們的首選器件。這使得傳感器等外圍電路部件的組合越來(lái)越容易，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)越致力于系統(tǒng)的功能性設(shè)計(jì)。模塊化的設(shè)計(jì)具有設(shè)計(jì)周期短、互換性好、精度高、可靠性和系統(tǒng)整體性能好等優(yōu)點(diǎn)，更有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。3、選用器件的新型化目前，某些新型器件以其極高的可靠性、極高的精度、簡(jiǎn)單的外圍電路而在市場(chǎng)上獨(dú)占一方，其發(fā)展速度讓人感到目不暇接。為了提高測(cè)控系統(tǒng)的性能價(jià)格比，并保持技術(shù)上的先進(jìn)性，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，采用新研制出的器件設(shè)計(jì)或改進(jìn)測(cè)控系統(tǒng)可以改善系統(tǒng)的整體性能?？傊?，傳統(tǒng)的電子測(cè)試儀器已從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)發(fā)展從單臺(tái)儀器向多種功能儀器的組合及系統(tǒng)型發(fā)展從完全由硬件實(shí)現(xiàn)儀器功能向軟硬件結(jié)合方向發(fā)展從3功能組合向以計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成多功能模塊的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展。未來(lái)的測(cè)試儀器和系統(tǒng)除了擁有更強(qiáng)大和完善的功能外，將更快、更小、甚至植入要測(cè)試的電路中，同時(shí)還要具備自我診斷、自我校準(zhǔn)和自我感知能力。12單總線技術(shù)概述121單總線技術(shù)的產(chǎn)生隨著人類探知領(lǐng)域和空間的拓展，使得人們更依賴于獲取外界信息的采集技術(shù)。敏感元件及傳感器是人類探知自然界信息的觸角，因此敏感元件及傳感器行業(yè)成為了衡量社會(huì)發(fā)展和人類進(jìn)步的尺度，作為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，傳感器技術(shù)越來(lái)越多的滲入到社會(huì)的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，從最尖端的高科技到國(guó)防建設(shè)系統(tǒng)，從引領(lǐng)國(guó)際潮流的技術(shù)發(fā)明到各種人類生活用品，傳感器技術(shù)已成為21世紀(jì)人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外在敏感元件與傳感器的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用主要表現(xiàn)為自動(dòng)化技術(shù)中經(jīng)典的傳感囂正在被新材料、新原理、多功能、微結(jié)構(gòu)所取代；與數(shù)字化技術(shù)、通信技術(shù)的緊密結(jié)合；集成化、智能化和微型化進(jìn)展。在這種大背景下，美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的單總線1WIREBUS技術(shù)。與目前多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)通信方式（如SPI/I2C/MICROWIRE）不同，單總線1WIREBUS技術(shù)采用單根信號(hào)線傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，具有節(jié)省I/O口線資源、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。單總線技術(shù)適用于單主機(jī)系統(tǒng)，單總線主控器能夠控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備。主機(jī)可以選擇專用的單總線控制器，對(duì)于小型單總線網(wǎng)絡(luò)，可選擇單片機(jī)作為主控器，從機(jī)是單總線器件，它們之間的數(shù)據(jù)交換通過(guò)單一信號(hào)線進(jìn)行。當(dāng)只有一個(gè)從機(jī)設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)可按單節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作；當(dāng)有多個(gè)從設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)則按多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)操作。122單總線技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用單總線技術(shù)設(shè)計(jì)的最初目標(biāo)只是用于相鄰器件之間的短距離通信，一種通過(guò)微處理器的一個(gè)端口增加輔助存儲(chǔ)器的方法。實(shí)際應(yīng)用中，用戶很快就發(fā)明了許多獨(dú)特的應(yīng)用，其中包括擴(kuò)展總線和從機(jī)器件與主控器之間的遠(yuǎn)距離通信。單總線器件也針對(duì)多點(diǎn)（網(wǎng)絡(luò)）通信、耐用性和確保數(shù)據(jù)即使在斷續(xù)接觸的情況下也能進(jìn)行有效傳輸?shù)臋C(jī)械裝置等方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展。當(dāng)今單總線技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域（包括環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)近距離信息采集、安防系統(tǒng)和各種企事業(yè)單位簽到系統(tǒng)），并且取得了理想的4效果。13本文所做的工作本文所做的工作就是利用DELPHI和單總線協(xié)議編寫電機(jī)保護(hù)數(shù)據(jù)分析、管理程序，包括各電流、電壓數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)分析和圖形顯示等功能。同時(shí)還要為電泵井功況測(cè)試數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)傳輸，永久性儲(chǔ)存，為電泵井工況智能化診斷奠定基礎(chǔ)。5第2章單總線1WIRE協(xié)議及單總線技術(shù)21單總線傳輸?shù)挠布A(chǔ)單總線技術(shù)1WIRE是MAXIM全資子公司DALLAS的一項(xiàng)專有技術(shù)。DALLAS半導(dǎo)體公司1WIRE器件采用一種特殊的接口協(xié)議，通過(guò)單條連接線解決了控制、通信和供電，降低了系統(tǒng)成本并簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。1WIRE芯片包含多種功能的器件，例如電子標(biāo)識(shí)、傳感器、控制和存儲(chǔ)等，既有各種傳統(tǒng)的IC封裝形式，還可提供超小型CSP、不銹鋼封裝IBUTTON等新型封裝。單總線技術(shù)與目前多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)通信方式如SPI/I2C/MICROWIRE不同，它將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根信號(hào)線，采用單根信號(hào)線雙向傳輸，允許在這根信號(hào)線上掛上百個(gè)由DALLAS公司提供的芯片控制的對(duì)象，具有節(jié)省I/O線資源、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、便于總線擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。單總線器件的每個(gè)芯片均具有一個(gè)全球唯一的由64位二進(jìn)制數(shù)組成的識(shí)別碼，其中包括8位族碼FAMILYCODE,48位序列號(hào)SERIALNUMBER和8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼CRCCODE，如圖21所示。8BIT循環(huán)較驗(yàn)碼48BIT序列號(hào)8BIT族碼最高位最低位圖2164BITROM分布圖族碼標(biāo)識(shí)1WIRE芯片的種類，如信息鈕扣IBUTTONDS1996L的族碼為01H，可尋址開關(guān)DS2405的族碼為05H，而溫度傳感器DS1820的族碼為L(zhǎng)0H等等。理論上，一個(gè)字節(jié)的族碼可標(biāo)識(shí)128種1WIRE芯片。目前有資料可查的單總線芯片有80余種，它們分別完成不同功能，用戶可參閱DALLAS公司提供的芯片手冊(cè)，用激光刻蝕在硅片上的8位族碼和48位序列號(hào)是不可改變的，它成為每個(gè)芯的唯一確認(rèn)信息，這7個(gè)字節(jié)可以看作每個(gè)單總線芯片的地址碼，當(dāng)多個(gè)單總線芯片掛在同一總線上時(shí)，由于它們有獨(dú)立的地址，很容易主機(jī)識(shí)別。CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)碼上一個(gè)字節(jié)，用以驗(yàn)證前面56位串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。單總線芯片適應(yīng)于單個(gè)主機(jī)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中主機(jī)可能是PC機(jī)，也可以是6單片機(jī)，單總線芯片本身通常作為從機(jī)形式出現(xiàn)在系統(tǒng)中。一個(gè)主機(jī)能控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備，而且通常是多個(gè)從機(jī)設(shè)備組成一個(gè)系統(tǒng)。主機(jī)通過(guò)一個(gè)三態(tài)端口，連接至數(shù)據(jù)線，這樣允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)釋放總線，以便總線被其它設(shè)備所使用。單總線要求外接一個(gè)約5K的上拉電阻，這樣，單總線的閑置狀態(tài)為高電平。不論在何種情況下，如果傳輸過(guò)程中需要暫時(shí)掛起且要求傳輸過(guò)程還能夠繼續(xù)的話，則總線必須處于空閑狀態(tài)。傳輸之間沒有時(shí)間限制，只要總線在恢復(fù)期間處于空閑狀態(tài)高電平。如果總線保持低電平超過(guò)480S，總線上所有單總線器件將復(fù)位。另外，在寄生方式供電時(shí)，為了保證單總線器件在某些工作狀態(tài)下如溫度轉(zhuǎn)換期間、EEPROM寫入等具有足夠的電源電流，必須在總線上提供強(qiáng)上拉電阻。22單總線協(xié)議單總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的硬件簡(jiǎn)單，但芯片品種繁多，在適當(dāng)?shù)耐獠侩娐分心芡瓿蓮?fù)雜的操作，這些功能的實(shí)現(xiàn)，則依賴良好的軟件環(huán)境支持。作為一種與目前大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)通信方式不同的串行數(shù)據(jù)傳輸方式，它有自己獨(dú)特的通信協(xié)議單總線協(xié)議或稱一線協(xié)議。單總線協(xié)議定義了如下幾種信號(hào)類型復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫“0”、寫“1”,讀“0”和讀“1”。所有這些信號(hào)，除了應(yīng)答脈沖以外，都有由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào)，并且所有的命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)低位在前，這一點(diǎn)與多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)串行通信方式不同。221復(fù)位/應(yīng)答脈沖復(fù)位和應(yīng)答脈沖即組成單總線協(xié)議的初始化序列，時(shí)序如圖22所示。微處理機(jī)的I/O輸出低電平，拉低總線并保持總線為低電平至少480S，然后主機(jī)釋放總線，上拉電阻將總線拉高，如果總線上已掛有1片或多片單總線芯片，由芯片通過(guò)DATA引腳檢測(cè)到上升沿后，延時(shí)1560S，接著芯片通過(guò)內(nèi)部電路將總線拉低60240S，即為應(yīng)答脈沖，通過(guò)讀取微處理機(jī)的I/O便知有無(wú)單總線芯片存在。222寫0/1時(shí)序微處理機(jī)對(duì)單總線芯片的所有控制命令均由寫“0”和寫“1”兩種信號(hào)組合而成。在寫時(shí)序起始后的1560S之間，單總線器件將采樣總線狀態(tài)。如果采樣為高電平，則向該器件寫入“1”，如圖23所示如果采樣值為低電平，則寫入7“0”，如圖24所示。223讀0/1時(shí)序單總線芯片在讀時(shí)序向微處理機(jī)傳送數(shù)據(jù)。每個(gè)讀時(shí)序由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào)后，單總線器件向總線上發(fā)送“0”或“1”，若發(fā)送“1”，則保持總線為高電平，若發(fā)送“0”，則拉低總線。單總線器件在完成讀時(shí)序后釋放總線，上拉電阻將總線拉高至空閑狀態(tài)，時(shí)序如圖25所示。480SLONGINTX_MSEND/US級(jí)延時(shí)程序PROCEDUREFC_DELAY_USX_USINTEGERVARC1INT64T1,T2INT64R1DOUBLEBEGINQUERYPERFORMANCEFREQUENCYC1/WINDOWS返回計(jì)數(shù)頻率INTEL861193180獲得系統(tǒng)的高性能頻率計(jì)數(shù)器在一毫秒內(nèi)的震動(dòng)次數(shù)QUERYPERFORMANCECOUNTERT1/WINDOWSAPI獲取開始計(jì)數(shù)值WHILETRUEDOBEGINQUERYPERFORMANCECOUNTERT2/獲取結(jié)束計(jì)數(shù)值R1T2T1/C11000000/取得計(jì)時(shí)時(shí)間，單位微秒IFR1X_USTHENBREAKEND/SHOWMESSAGEFLOATTOSTRR1ENDPROCEDURESPDLYDLY_CNTINTEGERVARIINTEGERBEGINIFDLY_CNTDLY_ATHENBEGINFORI0TO1400DOBEGINENDENDELSEIFDLY_CNTDLY_DTHENBEGINFORI0TO1800DO38BEGINENDENDELSEIFDLY_CNTDLY_ETHENBEGINFORI0TO1500DOBEGINENDENDEND/VAR/Y_T1,Y_T2INT64/Y_TMPDOUBLE/I,JINTEGER/BEGIN/FORI1TOX_USDO/BEGIN/FORJ1TOFC_CPU_COUNTDO/BEGIN/END/END/QUERYPERFORMANCECOUNTERY_T1/WHILETRUEDO/BEGIN/APPLICATIONPROCESSMESSAGES/APPLICATIONHANDLEMESSAGE/QUERYPERFORMANCECOUNTERY_T2/Y_TMPY_T2Y_T1/FC_CPU_TIK1000000/IFY_TMPLONGINTX_USTHEN/BREAK/END/END/延時(shí)函數(shù)，MSEC為微秒千分之1秒/PROCEDUREDELAY_MSMSECINTEGER39/VAR/FIRSTTICKCOUNTREAL/BEGIN/FIRSTTICKCOUNTGETTICKCOUNT/FIRSTTICKCOUNTFIRSTTICKCOUNTMSEC/WHILEFIRSTTICKCOUNTGETTICKCOUNTDO/APPLICATIONHANDLEMESSAGE/關(guān)鍵是這里/APPLICATIONPROCESSMESSAGES/END/PPREADANDWRITEINFORMATION/初始化系統(tǒng)總線PROCEDUREONEW_BUS_INIT/VAR/TMP_BYTEBYTEBEGIN/釋放總線FC_SETHIGH/輸出數(shù)據(jù)信號(hào)作為電壓（5V供電）/GETPORTVALFC_DATA_ADDR,TMP_BYTE,1/TMP_BYTETMP_BYTEORFC_PIN6/SETPORTVALFC_DATA_ADDR,TMP_BYTE,1END/復(fù)位總線/把總線拉為低電平，并持續(xù)DLY_H；釋放總線，延時(shí)DLY_I；主機(jī)對(duì)總線采樣，/0表示總線上有應(yīng)答，1表示無(wú)應(yīng)答；延時(shí)DLY_J。FUNCTIONONEW_RESETBYTEVARTEMP,BUS_SBYTEBEGIN/總線拉為低電平,清空FC_SETLOWFC_DELAY_USDLY_H40/拉為高電平FC_SETHIGHFC_DELAY_USDLY_I/總線采樣TEMPFC_CHECKVALUEIFTEMP0THENBUS_S1ELSEBUS_S0FC_DELAY_USDLY_JFC_SETHIGHRESULTBUS_SEND/往總線寫1位PROCEDUREONEW_WBITBITBYTEBEGINIFBIT0THEN/把總線拉為低電平，并持續(xù)DLY_A；釋放總線，延時(shí)DLY_B。BEGINFC_SETLOWSPDLYDLY_A/FC_DELAY_USDLY_A/FC_SETHIGHFC_DELAY_USDLY_BENDELSEBEGINFC_SETLOWFC_DELAY_USDLY_C/FC_SETHIGHSPDLYDLY_D/FC_DELAY_USDLY_DEND41END/從總線讀1位/把總線拉為低電平，并持續(xù)DLY_A；釋放總線，延時(shí)DLY_E；主機(jī)對(duì)總線采樣，以讀取從機(jī)上的數(shù)據(jù)延時(shí)DLY_FFUNCTIONONEW_RBITBYTEBEGINFC_SETLOWSPDLYDLY_A/FC_DELAY_USDLY_A/FC_SETHIGHSPDLYDLY_E/FC_DELAY_USDLY_ERESULTFC_CHECKVALUEFC_DELAY_USDLY_F/FRMMAINMEMO2TEXTFRMMAINMEMO2TEXTINTTOHEXRESULT,2END/往總線寫入8位數(shù)據(jù)PROCEDUREONEW_WBYTEDATABYTEVARIBYTEBEGIN/FRMMAINMEMO1TEXTFRMMAINMEMO1TEXTINTTOHEXDATA,2FORI1TO8DOBEGINONEW_WBITDATAAND01DATADATASHR1ENDEND/從總線讀取8位數(shù)據(jù)FUNCTIONONEW_RBYTEBYTEVARI,TEMPBYTESSBYTE42BEGINTEMP0FORI1TO8DOBEGINTEMPTEMPSHR1SSONEW_RBITIFSS0THENTEMPTEMPOR80ENDRESULTTEMPEND/寫SCRATCHPADPROCEDUREONEW_WSCRATCHPADADDRWORDVARBUFFARRAYOFBYTECNTBYTEVARIBYTEPADDRINTEGER/PARRAYOFBYTEBEGIN/初始化PADDRADDRONEW_WBYTEONEW_SKIP_ROM/忽略ID校驗(yàn)ONEW_WBYTEONEW_WRITE_SCRATCHPAD/總線發(fā)送寫SCRATCHPAD命令/寫入地址ONEW_WBYTELOBYTEPADDRONEW_WBYTELOBYTEPADDRSHR8FC_DELAY_USDLY_A/PBUFFFORI0TODS1996_P