冰箱出厂前需对其工作性能进行检测，为此设计一个冰箱检测系统，要求该系统使用一台计算机，可对流水线上60个冰箱同时进行检测，每一个冰箱有5个温度测试点，温度范围-40—80度，精度±0.5度；一个功率测试点，测试范围0—1000W，度±1W。试给出系统硬件设计方案。
温度测试
单总线温度传感器DS1820
研究了目前各种温度传感器的特性以及信号传输方式，我们感到在冰箱温度检测系统中选择单总线数字温度传感器DS182O比较合适。传统的温度检测系统以热敏电阻为温度敏感元件，热敏电阻成本低，但需要后续信号处理电路，而且热敏电阻的可靠性较差，测量温度的准确度低，检测系统的精度差。如果采用模拟温度传感器，模拟信号在传输过程中遇到的干扰问题往往不能得到彻底解决，当传感器与数据采集器距离较远，信号线周围存在电磁干扰源时，该问题显得尤为突出。另外，模拟传感器特征参数的不一致性和放大器的零点漂移问题使系统调试变得十分困难。
从温度传感器信号传输方式考虑，多点检测时多线制用线量大，施工困难，成本高，系统的整体可靠性差；总线制由于不能采用寄生供电，传感器数量较多时，也会使整个系统结构变得复杂起来。单总线数字温度传感器克服了上述不足。用单总线温度传感器设计冰箱温度检测系统具有如下特点：较高的性能价格比；监测对象越多越能显示其优越性；硬件施工工作量少；系统维修方便；抗干扰性能好；有CRC校验，可靠性高；系统简明直观。
由于冰箱温度巡检的速度并不要求太快，所以单总线速率较慢的问题不会对系统造成明显的不良影响。
DS1820主要特性
DS1820是DALLAS半导体公司生产的单总线数字温度传感器。全部传感元件及转换电路集成在一块极小的芯片上，封装形式PR—35，外形如同普通小功率塑封三极管，体积很小，在温度巡检系统中使用十分方便。与其它温度传感器相比DS182O具有以下特点：
1、独特的单线接口方式。DS1820在与微处理器连接时仅需要一条接口线即可实现微
处理器与DS1820的双向通讯。
2、DS182O在使用中无需任何外围元件。 3、可以由总线提供电源。
4、支持多点组网功能。多个DS1820可以并接在同一条总线上，实现多点测温。 5、测温范围-55℃— +125℃，固有测温分辨率0.5℃。 6、测量结果以9位数字量方式串行传送。
7、用户自设定温度报警上下限，其值是非易失性的。
传感器和上位机之间只须一根总线即可完成信息的读写，DS1820本身供电、数据的读写和温度变换所需功率均来自于该总线，不需要额外的电源。每片DS1820均含有一个唯一的64位硅串行数，通过识别该码可以区分不同的传感器，因此可以在一根总线上挂接多个DS18B20，由上位机通过选择传感器和硅串行数对选定的传感器进行读、写、启动转换和设置报警参数等操作，从而在结构上大大简化系统设计和安装维护工作。传感器的内部结构和测温原理如图所示。
图1 DS1820的内部结构图
图2 测温原理图
全数字冷库温度检测系统主要功能为：[温度测量(数字量)?数据采集?电力线载波数据传送?数据管理]。由于数据管理的需要，系统应具备双向数据传送能力。整个系统结构如图3所示。
图3 系统结构框图
由单片机组成的电力线载波数据传输电路本电路由数据发送电路和数据接收电路两部分组成，主要功能是利用单片机实现基于电力线的载频信号发生、数据编码、调制、传送和接收，即利用载波在电力线上进行可靠的数据传输。发送部分电路原理如图4所示。单片机IC2完成信号捕捉、载波信号发生、数据编码以及载波调制等任务，谐振变压器Tl的主要功能是将经VTI、、VT2放大后的载波脉冲信号转换成正弦载波信号，并通过C9、C10
将载波子信号送入电网。接收部分电路原理如图5所示。变压器T2将载波信号耦合至由VD7等组成的检波电路，单片机IC2通过对检波后的脉冲进行识别并完成接收、译码等数据处理过程，然后将数据信息由IC2的1/O端输出。
图4 发送部分电路
图5 发送部分电路
功率测试
CS5460
CS5460 是一种高精度的电量测量芯片，有16 个24 位的内部寄存器，单片机通过它的SPI接口对其内部寄存器直接读/写。CS5460 的电压和电流差分输入模拟通道带增益放大器，其中电压通道增益倍数由电压增益寄存器（Vgn 范围 0～5.0）决定；电流通道的增益