摘　要：介绍DS18B20的根本特点，和基于DS18B20设计的多点测温体系。给出了体系硬件连线及软件流程。
关键词：温度传感器；DS18B20；测温体系

Design of a New Multiple Temperature Measurement System
ZHOU Xingwei, YUAN Yifang
(College of Optical and Electronics Engineering, University of Shangh ai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)
Abstract: The basic characteristic of DS18B20 was introduced in this article. The hardware and software diagram of the system based on DS18B20 w ere given. Finally, the realization of multiple temperature measurement was demonstrated.
Key words: temperature sensor; DS18B20; temperature measuring sy stem

1 温度传感器DS18B20介绍

DALLAS公司单线数字温度传感器DS18B20是一种新的“一线器件”，它具有体积小、实用电压宽等特点。一线总线独特并且经济的特点，应用户可轻松地组建传感器收集，为测量体系的构建惹人全新概念。DS18B20支撑“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃；经由过程编程可实现9～12位的数字值读数方法；可以分别在93.75ms和750ms内将温度值转化为9位和12位的数字量。每个DS18B20具有独一的64位长序列号，存放于DS18B20内部ROM只读存储器中。

DS18B20温度传感器的内部存储器包含1个高速暂存RAM和1个非易掉性的电可擦除E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和构造存放器。暂存存储器包含了8个持续字节，前2字节为测得的温度信息，第1个字节为温度的低8位，第2个字节为温度的高8位。高8位中，前4位表示温度的┞俘(全“0”)与负(全“1”)；第3个字节和第4个字节为TH、TL的易掉性拷贝；第5个字节是构造存放器的易掉性拷贝，此三个字节内容在每次上电复位时被刷新；第6、7、8个字节用于内部计算；第9个字节为冗余考验字节。所以，攫取温度信息字节中的内容，可以响应地转化为对应的温度值。表1列出了温度与温度字节间的对应关系。

2 体系硬件构造

体系各模块分析如下：

2.1 DS18B20与单片机的接口电路

DS18B20与8051单片机连接异常简单，只需将DS18B20旌旗灯号线与单片机一位I/O线相连，且一位I/O线可连接多个DS18B20，以实现单点或多点温度测量。DS18B20可以经由过程2种方法供电：外加电源方法和寄生电源方法。前者须要外加电源，电源的┞俘负极分别与DS18B20的VDD和GND相连接。后者采取寄生电源，将DS18B20的VDD与GND接在一路，当总线上出现高电日常平凡，上拉电阻供给电源；当总线低电日常平凡，内部电容供电。因为采取外加电源方法更能加强DS18B20的抗干扰性，故本设计采取这种方法。在实际应用中，传感器与单片机的距离往往在几十米到几百米，传输线的寄生电容对DS18B20的操作也有必定的影响，所以往往在接口的处所稍加修改，以增长芯片的驱动才能和削减传输线电容效应带来的影响，达到远距离传输的目标。
2.2键盘及显示

［4］周航慈.单片机应用法度榜样设计技巧［M］.北京：北京航空航天大年夜学出版社，2001.
键盘经由过程编程设置可完成以下功能：对温度值进行标定，准时显示各路的温度值，零丁显示某路的温度值，给每一路设定高低限报警值等。LED则可为用户供给直不雅的视觉信息。在工作现场，用户可经由过程6位LED的显示数据来肯定体系的当前工作状况以及采样的温度值信息等。

2.3报警电路

当被测温度值跨越预先设定的高低限时，报警电路作出响应，蜂鸣器发出响声，告诉用户温度的异常。具体哪一个传感器温度值超限，可由软件萌芽各DS18B20内部告警标记而肯定，继而调剂该现场温度，以达到对温度波动的┞菲握。

3软件设计及流程

3.1下位机软件

体系下位测温部分软件采取MCS51汇编说话编写，重要完查对DS18B20的读写操作，实现及时数据的采集，并获取最终温度值送至单片机内存。但须要留意的是，因为DS18B20的单总线方法，数据的读写都占用同一根线，所以每一种操作都必须严格按照时序进行。图2为测温子系统流程图。单片机起首发送复位脉冲，该脉冲使旌旗灯号线上所有的DS18B20芯片都被复位，接着发送ROM操作敕令，使得序列号编码匹配的DS18B20被激活。被激活后的DS18B20进入接收内存拜访敕令状况，内存拜访敕令完成温度转换、攫取等工作(单总线在ROM敕令发送之前存储敕令和控制敕令不起感化)。

3.2上位机软件
体系上位机的软件采取VC++6.0编写。重要完成的功能包含：与下位单片微机的及时通信；模仿显示各采集点温度曲线；保存各测温点温度数据；统计各采集点平均温度值；打印各点温度统计报钡寥。


本体系具有如下特点：

a.构造简单，成本低廉，保护便利。
b.直接将温度数据进行编码，可以只应用单根电缆传输温度数据，通信便利，传输距离远且抗干扰性强。
c.设备灵活、便利、易于扩大。可扩大多路下位温度采集子体系，将它们经由过程RS485与上位PC机组网，形成多点温度采集收集。也可在各子体系中有选择性地增减温度传感器。
d.工作稳定，测温精度高。实验注解，在长达200m的一位总线上挂接24个DS18B20温度传感器，体系可精确地进行温度采集，分辨率为0.5℃。
e.合适于恶劣情况的现场温度测量，如：情况控制、设备或过程控制、测温类花费电子产品等。在大年夜范围温度多点监控体系中具有十分诱人的应用前景。

参考文献

4结论

［1］Dallas Corp., DS18B20 Programmable Resolution One—wire Di gital Thermometer［Z］.2000.
［2］周云波.由DS18B20单线数字温度计构成的单线多点温度测量体系［J］.电子技巧应用，1996，(2)：15-20.
［3］何立平易近.单片机初级教程第1版［M］.北京：北京航空航天大年夜学出版社，2000.
体系分为现场温度数据采集和上位监控PC两部分。图1为体系的构造图。须要指出的是，下位机可以离开上位PC机而自力工作。增长上位机的目标在于可以或许更便利地远离现场实现监控、治理。现场温度采集部分采取8051单片机作为中心处理器，在P1.0口挂接10个DS18B20传感器，对10个点的温度进行检测。非易掉性RAM用作体系温度采集及运行参数等的缓冲区。上位PC机经由过程RS485通信接口与现场单片微处理器通信，对体系进行周全的治理和控制，可完成数据记录，打印报表等工作。
［5］胡峪，刘静.VC++高等编程技能与沃森WSEN示例［M］.西安：西安电子科技 大年夜学出版社，2001.(end)