单总线技术在现场测温系统中的应用

基于单总线的测温系统方案解析单总线技术是美国Dallas 公司的一项专有技术，采用单根信号线传输数据，具有节省I/O 口资源、结构简单、成本低、便于总线扩展和维护等诸多优点。

单总线技术适用于单个主机系统控制一个或多个从机设备。

Dallas 公司的单总线产品中均有一个8 字节只读存储器(ROM)，用于存放产品的序列号(每个芯片唯一的64 位标识代码)。

如图1 所示，从低位起第一个字节(8 位)是器件的家族代码，表示产品的分类;接下来的6 个字节(48 位)是每个器件唯一的ID 号;最后一个字节(8 位)是前56 位的CRC 校验码。

同一种类型的器件有248 个ID 号码总量，确保了在总线上不会产生地址冲突。

传统的基于单总线的测温系统采用ROM 搜索的方式在线识别挂接在总线上器件的注册码和器件的类型，由此可在线确定总线上的器件数量。

但是，随着挂接在总线上的单总线器件增加，搜索ROM 的时间也随之增加，系统开销增大。

基于此，本设计采用支持菊链模式的新型数字温度传感器芯片DS28EA00 组建单总线测温网络。

该方案无需进行传统的ROM 搜索步骤，允许用户将器件在链路中的物理位置与序列号对应，节省了RAM 开销，简化了基于单总线的应用设计。

1 DS28EA00 特性分析DS28EA00 是具有9 位(0.5℃)至12 位(0.062 5℃)分辨率和用户可编程非易失性(NV)上/下触发点报警功能的数字温度计。

每个DS28EA 00 都有工厂编程的唯一64 位序列号。

DS28EA00 具有滞回和干扰滤波功能，使其能够在大的单总线网络中可靠工作。

与其他单总线器件(例如DS18B20)不同，DS28EA00 具有两个额外的引脚用以执行顺序检测功能。

该特性允许用户将器件在链路中的物理位置与序列号对应，例如用来测量储存塔不同高度处的温度。

如果无需顺序。

现场总线在温室大棚温度控制系统中的应用摘要：采用先进的传感器设计了一种低成本的温室大棚温度控制系统，并给出了软硬件设计方法。

由于该系统采用了单总线技术，模拟信号在测量现场被转换为数字信号，能够远距离测量，具有很高的测量精度和应用价值。

关键词：温室;单总线;控制系统引言在温室控制系统中，空气温度、空气湿度、光照、土壤湿度、土壤温度等环境因子从不同的方面对生物的生长繁育产生影响，在不同的条件下起着不同的作用，因此对于这些参数的测量显得尤为重要。

传统的采集方式，一个信号一路，由于温室中需要采集的参数和点数多，信号线多，模拟信号需要远距离传输，所以很易引起数据失真。

在本系统中采用单总线数字温度传感器芯片DS18B20实现远距离多点空气温度和土壤温度的测量，而空气湿度、光照、土壤湿度等传感器的模拟信号通过单总线A/D芯片转换成数字信号，从而通过单总线驱动器DS2480B输送给微处理器，系统具有一定智能化。

一、总线器件及其工作原理系统主要用到了温度传感器DS18B20、A/D转换器DS2450和单总线驱动器DS2480B。

温度传感器DS18B20、A/D转换器DS2450等单总线器件内部ROM中都有光刻的64位序列号，它是该器件的地址序列码;64位光刻ROM的排列是：开始8位（DS18B20为28H，DS2450为20H）是产品类型标号，也就是所谓的家族码，接下来的48位是该自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。

光刻ROM的作用是使每一个单总线器件的地址都各不相同，都是唯一的，以便实现一根总线上挂接多个单总线器件。

单总线驱动器DS2480B 完成到单总线的转换，提高了单总线的驱动能力。

微处理器可以通过控制DS2480B 驱动在线所有的单总线器件。

二、系统硬件设计2.1 数字温度传感器DS18B20DS18B20是美国Dallas Semiconductor公司推出的数字式温度传感器，遵循单线协议，其工作原理是利用温度敏感振荡器的频率随温度变化的关系，通过对振荡周期计数来实现温度测量。

208第10章单片机系统的串行扩展技术【内容概要】单片机系统除并行扩展外，串行扩展技术也已得到广泛应用。

与并行扩展相比，串行接口器件与单片机相连需要的I/O 口线很少（仅需1～4条），极大地简化了器件间的连接，进而提高了可靠性；串行接口器件体积小，占用电路板的空间小，减少了电路板空间和成本。

常见的串行扩展总线接口有单总线（1-Wire ）、SPI 串行外设接口以及I 2C （Inter Interface Circuit ）串行总线接口，本章介绍这几种串行扩展接口总线的工作原理、特点以及如何进行系统串行扩展的典型设计。

10.1 单总线串行扩展单总线也称1-Wire Bus ，由美国Dallas 公司推出的外围串行扩展总线。

它只有一条数据输入/输出线DQ ，总线上的所有器件都挂在DQ 上，电源也通过这条信号线供给，这种只使用一条信号线的串行扩展技术，称为单总线技术。

单总线系统中各种器件的配置，由Dallas 公司提供的专用芯片实现。

每个芯片都有64位ROM ，厂家对每一芯片都用激光烧写编码，其中存有16位十进制编码序列号，它是器件的地址编号，确保它挂在总线上后，可唯一地被确定。

除了器件的地址编码外，芯片内还包含收发控制和电源存储电路，如图10-1所示。

这些芯片的耗电量都很小（空闲时几µW ，工作时几mW ），工作时从总线上馈送电能到大电容中就可以工作，故一般不需另加电源。

10.1.1 单总线系统的典型应用——DS18B20的温度测量系统 单总线应用典型案例是采用单总线温度传感器DS18B20的温度测量系统。

1. 单总线温度传感器DS18B20简介DS18B20是美国Dallas 公司推出的单总线接口的数字温度传感器，温度测量范围为−55～+128℃，在-10～+85℃范围内，测量精度可达±0.5℃。

DS18B20体积小、功耗低，现场温度的测量直接通过“单总线”以数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。

单总线数字温湿度传感器在监测系统中的应用的开题报告
一、研究背景
温度和湿度是影响人们生活和工作环境舒适度的两个基本因素，因此，它们的测量和监测在各种场合中都非常重要。

近年来，随着数字化技术的快速发展，数字化温湿度传感器作为一种新型测量仪器，在各行各业得到了广泛的应用。

单总线数字温湿度传感器是一种应用于监测系统的数字式温湿度传感器，具有精度高、成本低、易安装、易使用等优点，被广泛应用于工业自动化、物流监测、建筑物环境监测、农业生产等领域。

二、研究目的
本文旨在通过对单总线数字温湿度传感器在监测系统中的应用进行研究，了解单总线数字温湿度传感器的原理和性能，并探究它在实际应用中的优缺点和适用范围，为其在实际应用中的推广和应用提供参考。

三、研究内容
（1）单总线数字温湿度传感器的原理和性能分析，包括传感器的结构、工作原理、输出信号、精度等性能指标。

（2）单总线数字温湿度传感器在监测系统中的应用研究，包括监测系统的建立、单总线数字温湿度传感器的布置、数据采集、传输和处理等环节。

（3）对单总线数字温湿度传感器在实际应用中存在的问题和局限性进行分析，并提出相应的解决方案。

四、研究意义
通过本研究，可以深入了解单总线数字温湿度传感器的原理和性能，并探究其在实际应用中的适用范围和优缺点，从而为监测系统的选择和搭建提供参考，提升监测系统的稳定性和准确性。

同时，本研究对单总线数字温湿度传感器的应用和发展也有一定的促进作用。

单总线传感器DHT11在温温度测控中的应用随着科技的不断发展，汽车、空调、除湿器、烘干机等种类繁多的电器都已进入人们的日常生活，而这些电器设备很多都离不开对温度、湿度等环境因素的要求。

因此，温度、湿度传感器用途越来越广泛。

新一代的数字传感器不再需要外置的A/D 转换模块，并具有标准接口，使用方便，得到了越来越多的应用。

DHT11 作为一种新型的单总线温湿度数字传感器，具有更多的优点，它使系统设计更加简单，控制方便，易于实现。

1 单总线通信简介目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有I2C 总线、SPI总线和SCI 总线。

其中I2C 总线以同步串行两线方式进行通信(1 条时钟线，1条数据线)，SPI 总线则以同步串行三线方式进行通信(1 条时钟线，1 条数据输入线，1 条数据输出线)，而SCI 总线是以异步方式进行通信的(1 条数据输入线，1 条数据输出线)。

这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。

近年来，美国的达拉斯半导体公司(Dallas Semiconductor)推出了一项特有的单总线(1-wire Bus)技术。

该技术与上述总线不同。

它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单、硬件开销少、成本低、便于总线扩展和维护等优点。

单总线适用于单主机系统，能够控制一个或多个从机设备。

主机可以是微控制器，从机是单总线器件，它们之间的数据交换只通过1 条信号线。

当只有1个从机设备时，系统可按单节点系统操作;当有多个从机设备时，系统则按多节点系统操作。

2 DHT11 的主要特点及引脚说明广州奥松电子有限公司新近推出的DHT11 数字温湿度传感器，是一款含有。

Multipoint Temperature Measurement system Based on one-wire Protocol
作者： 周小军[1,2]
作者机构： [1]西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室,陕西西安710072;[2]甘肃工业职业技术学院电子工程系,甘肃天水741025
出版物刊名： 陇东学院学报
页码： 22-24页
年卷期： 2011年 第2期
主题词： 单总线协议;DSl8B20;温度测量;数字信号
摘要：单总线数字温度传感器具有直接的数字信号处理,采用总线供电,可在同一根总线上接多个传感器,构成多点测温网络,且具有微型化、低功耗、高性能易于与微控制器接口等优点。

阐述了数字式温度传感器的功能特点及由DSl8B20组成的多点测量系统的硬件构成、软件设计。

因系统布线简单、结构紧凑、体积小、重量轻、抗干扰能力强、性价比高、扩展方便,在大型仓库、工农业生产制造、气象观测、科学研究、以及智能化建筑等领域中有广阔的应用前景。

基于单总线技术的实验室温湿度控制系统吴秋瑞刘建华杨勇（石家庄铁道学院河北石家庄 050043）摘要:研制一种适用于实验室的组网式温湿度测控网络。

采用新型传感器和单总线A/D芯片模拟信号转换为数字信号，通过单总线输送给微处理器，整个系统具有电路简单、操作方便、系统稳定等特点，是一种实用的实验室温湿度自动控制系统。

关键词:实验室温度湿度单总线技术中图分类号：O6-31 文献标识码：A 文章编号：1673-1816 (2005) 03-0037-04特殊的实验室对环境的要求很高，例如科研实验室、工矿业实验室及工业现场调度室，对环境的温度、湿度要求非常严格，实验室是整个部门的一个重要组成部分，特别是科研实验室的环境好坏，直接影响着实验结果，因此，很多实验室都装备了除湿器和空调，但是费用较高，且不具有温湿度自动控制功能，特别是在节假日，值班人员需要定期检查实验室。

针对上述情况，作者研制了一种简易的温湿度自动控制装置，由于其采用单总线技术，简化了系统电路，提高了系统的抗干扰能力，这对于本身线路复杂的实验室来说具有很高的应用价值。

1 系统设计系统原理框图如图1 所示，由于温度传感器DS18B20和A/D芯片DS2450都是单总线器件，其都有一个唯一的注册码，该注册码作为器件的地址，正是由于它们的注册码唯一，它们可以“分时复用”数据线，即P10口，微处理器在控制器件之前首先发送器件的地址，用于指图1 系统原理图明以后的操作都是针对该器件。

本系统以单片机AT89C2051为核心，测量温度采用1-Wire 器件DS18B20，测量范围为-55～125℃，分辨率为9～12位可编程，温度在-10～85 ℃之间精度可达到± 0.5 ℃；湿度传感器选用HIH3605，其输出信号是0-5V的电压信号，为了过滤尘土在其表面罩上一个五层的烧结网。

A/D选用单总线芯片DS2450，DS2450是单总线式4通道逐次逼近式A/D转换器，即A、B、C和D模拟收稿日期：2005-05-23作者简介：吴秋瑞（1970-），男，汉，河北省衡水市人，本科，讲师，研究方向电气工程和计算机测控技术。