基于DS18B20的多點溫度測量系統(tǒng)研究

摘 要：拉斯公司（Dallas）生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干攏能力強(qiáng)等優(yōu)點，適合于構(gòu)成多點溫度測量系統(tǒng)。本文基于DS18B20的多點溫度測量系統(tǒng)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：DS18B20；多點；溫度測量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.243

0 前言

在溫度測量系統(tǒng)中，溫度傳感器是作為核心部分存在的。在傳統(tǒng)溫度檢測中，熱敏電阻一般是溫度傳感器中比較常見的，溫度轉(zhuǎn)變成電量，電量因被測溫度變化而發(fā)生相應(yīng)的變化。此電量需先轉(zhuǎn)換為電壓量，這里需采用相應(yīng)的變換電路和接口電路，如溫度的變化，可使熱敏電阻的電阻值發(fā)生變化，然后轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓詈笸ㄟ^A/D轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換，將模擬電壓變化為數(shù)字量供單片機(jī)讀取。但是，在溫度檢測應(yīng)用過程中，如果要求達(dá)到系統(tǒng)高精度測量的話，就需要解決一些技術(shù)上的問題。DS18B20是由達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的一款數(shù)字溫度傳感器，也是典型的一體化溫度傳感器，在技術(shù)方面DS1B20進(jìn)行了很大的改進(jìn)，現(xiàn)在的DS1B20溫度傳感器具有小體積、高精度、采用單總線及可組網(wǎng)等優(yōu)點。

1 測溫原理

圖1是4路溫度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由以AT89C51單片機(jī)為基礎(chǔ)的主控芯片和DS18B20為溫度傳感器，時鐘電路、復(fù)位電路、按鍵選擇模塊、高低溫報警閃爍電路和電源電路共同組成。其整體框圖如圖1所示。

2 DS18B20溫度傳感器電路

DS18B20單線智能溫度傳感器的性能特點。DS18B20溫度傳感器是一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，由美國半導(dǎo)體公司DALLAS于近期推出的，主要具有以下兩種性能特點：第一，可直接讀出被測溫度；第二，根據(jù)實際要求，利用簡單的編程，可實現(xiàn)9-12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。圖2為管腳封裝。圖3為內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

3 單片機(jī)對DS18B20的控制

單總線通信協(xié)議對數(shù)據(jù)的完整性要求非常高，也是DS18B20通常所采用的。此協(xié)議對以下幾種信號類型進(jìn)行了定義：①復(fù)位脈沖；②應(yīng)答脈沖；③寫0；④寫1；⑤讀0；⑥讀1。由主機(jī)同步發(fā)出除應(yīng)答脈沖信號以外的所有信號。在總線上所傳輸?shù)娜繑?shù)據(jù)和命令，所用單位都是字節(jié)。單位的字節(jié)排序是高位在后，低位在前。

3.1 初始化序列：復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈沖

在初始化過程中，首先需要復(fù)位脈沖（TX）的產(chǎn)生，需主機(jī)將單總線拉低至少480?s才能實現(xiàn)，然后，總線被主機(jī)釋放出，進(jìn)入接收（RX）模式，單總線被5kΩ的上拉電阻拉高。達(dá)到此上升高度并通過DS18B20所檢測到，延時15?s～60?s，通過拉低總線60?s～240?s產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。

3.2 DS18B20的讀寫控制

4 結(jié)語

本文討論了基于DS18B20的多路溫度測量系統(tǒng)，在硬件部分上，主控CPU使用的是AT89C51單片機(jī)芯片，由ATMEL生產(chǎn)?？刂茖ο笫?片DS18B20單總線數(shù)字溫度傳感器，結(jié)合使用外圍電路，組成了簡單的4路溫度檢測系統(tǒng)。對于多路溫度控制，亦可參照實施。

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作者簡介：楊偉才（1977-），男，江蘇淮安人，碩士，工程師，主要從事企業(yè)的化學(xué)工程與工藝方面的技術(shù)開發(fā)工作。