基于DS18B20的多点温度测量系统研究

摘 要：拉斯公司（Dallas）生产的单总线数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干拢能力强等优点，适合于构成多点温度测量系统。本文基于DS18B20的多点温度测量系统进行了研究。

关键词：DS18B20；多点；温度测量

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

0 前言

在温度测量系统中，温度传感器是作为核心部分存在的。在传统温度检测中，热敏电阻一般是温度传感器中比较常见的，温度转变成电量，电量因被测温度变化而发生相应的变化。此电量需先转换为电压量，这里需采用相应的变换电路和接口电路，如温度的变化，可使热敏电阻的电阻值发生变化，然后转变为电压变化，最后通过A/D转换电路的转换，将模拟电压变化为数字量供单片机读取。但是，在温度检测应用过程中，如果要求达到系统高精度测量的话，就需要解决一些技术上的问题。DS18B20是由达拉斯公司生产的一款数字温度传感器，也是典型的一体化温度传感器，在技术方面DS1B20进行了很大的改进，现在的DS1B20温度传感器具有小体积、高精度、采用单总线及可组网等优点。

1 测温原理

图1是4路温度检测系统，该系统主要由以AT89C51单片机为基础的主控芯片和DS18B20为温度传感器，时钟电路、复位电路、按键选择模块、高低温报警闪烁电路和电源电路共同组成。其整体框图如图1所示。

2 DS18B20温度传感器电路

DS18B20单线智能温度传感器的性能特点。DS18B20温度传感器是一种改进型智能温度传感器，由美国半导体公司DALLAS于近期推出的，主要具有以下两种性能特点：第一，可直接读出被测温度；第二，根据实际要求，利用简单的编程，可实现9-12位的数字值读数方式。图2为管脚封装。图3为内部结构图。

3 单片机对DS18B20的控制

单总线通信协议对数据的完整性要求非常高，也是DS18B20通常所采用的。此协议对以下几种信号类型进行了定义：①复位脉冲；②应答脉冲；③写0；④写1；⑤读0；⑥读1。由主机同步发出除应答脉冲信号以外的所有信号。在总线上所传输的全部数据和命令，所用单位都是字节。单位的字节排序是高位在后，低位在前。

3.1 初始化序列：复位脉冲和应答脉冲

在初始化过程中，首先需要复位脉冲（TX）的产生，需主机将单总线拉低至少480?s才能实现，然后，总线被主机释放出，进入接收（RX）模式，单总线被5kΩ的上拉电阻拉高。达到此上升高度并通过DS18B20所检测到，延时15?s～60?s，通过拉低总线60?s～240?s产生应答脉冲。

3.2 DS18B20的读写控制

4 结语

本文讨论了基于DS18B20的多路温度测量系统，在硬件部分上，主控CPU使用的是AT89C51单片机芯片，由ATMEL生产。控制对象是4片DS18B20单总线数字温度传感器，结合使用外围电路，组成了简单的4路温度检测系统。对于多路温度控制，亦可参照实施。

参考文献：

[1]吕建波.基于单总线数字温度传感器DS18B20的测温系统设计[J].现代电子技术，2012（19）：117-119.

[2]钟珊，尹斌.基于PROTEUS的温度测控系统仿真研究.电子设计工程，2011（24）：123-125.

[3]江杰，李计川.基于DS18B20的高精度温度测量系统在高炉上的应用[J].传感器与微系统，2012（11）：144-146.

作者简介：杨伟才（1977-），男，江苏淮安人，硕士，工程师，主要从事企业的化学工程与工艺方面的技术开发工作。