基于DS18B20的温度检测

摘要：温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。

在单片机的应用中，一个很重要的应用就是对温度进行检测。

测量温度的关键是温度传感器，采用智能温度传感器以实现温度数字化，既能以数字形式直接输出被测温度值具有测量误差小，分辨力高，抗干扰能力强，能够远程传输数据，带串行总线接口等优点温度的数字输出显示LCD1602液晶显示器上。

单片机、温度传感器DS18B20与LCD 液晶显器等电子元器件的互联，可以研制和开发出具有高性价比的新一代测温系统——基于单片机AT89S52的数字温度计。

基于单片机的数字温度计设计，即对温度进行实时测量，使用单线数字温度传感器DS18B20把温度信号直接转换成数字信号输入单片机。

经单片机处理后将实时温度显示LCD液晶显示器上。

DS18B20的工作原理
DS18B20数字温度传感器概述
DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。

因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

DS18B20产品的特点
1.只要求一个端口即可实现通信。

2.在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。

3.实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

4.测量温度范围在－5
5.C到＋125.C之间。

5. 数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。

内部有温度上、下限告警设置。

6.TO－92封装的DS18B20的引脚排列见右图，其引脚功能描述见表(图)
DS18B20的内部结构（图）
DS18B20 的内部有64 位的ROM 单元，和9 字节的暂存器单元。

64位ROM存储器件独的序列号。

暂存器包含两字节（0和1字节）的温度寄存器，用于存储温度传感器的数字输出。

暂存器还提供一字节的上线警报触发（TH）和下线警报触发（TL）寄存器（2和3字节），字节的配置寄存器（4字节），使用者可以通过配置寄存器来设置温度转换的精度。

暂存器的5、6和7字节器件内部保留使用。

第八字节含有循环冗余码（CRC ）。

使用寄生电源时，DS18B20不需额外的供电电源；当总线 2 为高电平时，功率由单总线上的上拉电阻通过DQ引脚提供；高电平总线信号同时也向内部电容CPP充电，CPP在总线低电平时为器件供电。

（字节5~8 就不用看了）。

AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K
在系统可编程Flash存储器。

使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

AT89S52具有以下标准功能：
8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，AT89S5可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

单片机ＡT89S52对DS18B20的控制流程（图）
电源采用了7805芯片。

他的封装形式为TO-220.他有一系列固定的限制，以及过热保护安全工作区的保护，使它基本上不会损坏。

如果能够提供足够的散热片，它们就能提供大1.5A的输出电流。

虽然是按照固定电压值来设计的，但是当接入适当的外部器件后，就能获得种不同的电压和电流。

它的特点有：最大输出电流为1.5A；输出电压为5V；拥有热过载保护、短路保护以及输出晶体管安全工作区保护。

3、传感器模块
这一传感器模块采用了DS18B20芯片。

传统的温度检测可以使用热敏电阻作为温度感元件，热敏电阻主要优点是成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，准确度和精度都较低。

DS18B20 数字式温度传感器，与传统的热敏温度传感器不同，它能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式，可以分别在93.75ms 和750ms 内将温度值转化9 位和12 位的数量。

因而使用DS18B20 可使系统结构更简单，可靠性更高。

芯片的耗电量很小，从总线上“偷”一点电存储在片内的电容中就可正常工作，一般不用另加电源。

最可贵的是这些芯片在检点已把被测信号数字化了，因此在单总线上传送的是数字信号，这使得系统的抗干扰性好、可靠性高、传输距离远。

系统有如下特点：
（1）单线接口，只有一根信号线与CPU 连接单总线器件，具有线路简单，体积小的特点；
（2）不需要备份电源，可通过信号线供电，电源电压范围从3.3～5V；
（3）传送串行数据，不需要外部元件；
（4）温度测量范围从-55℃～+125℃，-10～+85℃时测量精度为±0.5℃；
（5）通过编程可实现9～12 位的数字值读数方式（出厂时被设置
为12 位）；
（6）零功耗等待；
（7）现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于劣环境的现场温度测量，如环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。

4、显示模块
显示模块采用了型号为1602的LCD。

它体积小、功耗低、超薄轻巧等优点，在袖珍式表和低功耗应用系统中得到广泛的应用。

它分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780.本设计中应用的是带背光的1602，带背光的比不带背光的厚，但两者在应用中并无差别。

1602LCD主要技术参数：显示容量:16×2个字符；芯片工作电压:4.5—5.5V；
工作电流:2.0mA(5.0V)；模块最佳工作电压:5.0V；字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。

结语。