基于DS18B20的多點溫度測量系統研究

摘 要：拉斯公司（Dallas）生產的單總線數字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干攏能力強等優點，適合于構成多點溫度測量系統。本文基于DS18B20的多點溫度測量系統進行了研究。

關鍵詞：DS18B20；多點；溫度測量

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

0 前言

在溫度測量系統中，溫度傳感器是作為核心部分存在的。在傳統溫度檢測中，熱敏電阻一般是溫度傳感器中比較常見的，溫度轉變成電量，電量因被測溫度變化而發生相應的變化。此電量需先轉換為電壓量，這里需采用相應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生變化，然后轉變為電壓變化，最后通過A/D轉換電路的轉換，將模擬電壓變化為數字量供單片機讀取。但是，在溫度檢測應用過程中，如果要求達到系統高精度測量的話，就需要解決一些技術上的問題。DS18B20是由達拉斯公司生產的一款數字溫度傳感器，也是典型的一體化溫度傳感器，在技術方面DS1B20進行了很大的改進，現在的DS1B20溫度傳感器具有小體積、高精度、采用單總線及可組網等優點。

1 測溫原理

圖1是4路溫度檢測系統，該系統主要由以AT89C51單片機為基礎的主控芯片和DS18B20為溫度傳感器，時鐘電路、復位電路、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型智能溫度傳感器，由美國半導體公司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，根據實際要求，利用簡單的編程，可實現9-12位的數字值讀數方式。圖2為管腳封裝。圖3為內部結構圖。

3 單片機對DS18B20的控制

單總線通信協議對數據的完整性要求非常高，也是DS18B20通常所采用的。此協議對以下幾種信號類型進行了定義：①復位脈沖；②應答脈沖；③寫0；④寫1；⑤讀0；⑥讀1。由主機同步發出除應答脈沖信號以外的所有信號。在總線上所傳輸的全部數據和命令，所用單位都是字節。單位的字節排序是高位在后，低位在前。

3.1 初始化序列：復位脈沖和應答脈沖

在初始化過程中，首先需要復位脈沖（TX）的產生，需主機將單總線拉低至少480?s才能實現，然后，總線被主機釋放出，進入接收（RX）模式，單總線被5kΩ的上拉電阻拉高。達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產生應答脈沖。

3.2 DS18B20的讀寫控制

4 結語

本文討論了基于DS18B20的多路溫度測量系統，在硬件部分上，主控CPU使用的是AT89C51單片機芯片，由ATMEL生產。控制對象是4片DS18B20單總線數字溫度傳感器，結合使用外圍電路，組成了簡單的4路溫度檢測系統。對于多路溫度控制，亦可參照實施。

參考文獻：

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[3]江杰，李計川.基于DS18B20的高精度溫度測量系統在高爐上的應用[J].傳感器與微系統，2012（11）：144-146.

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