基于RF905模块和DS18B20的多点温度测量系统

基于DS18B20的温度测量模块设计1.设计目的（1）掌握DS18B20数字温度传感器的工作原理及使用方法（2）掌握对DS18B20转换数据进行处理的方法（3）学习用数码管显示复杂数据的方法2.设计任务用AT89S52控制DS18B20，读取数据，并对DS18B20转换后的数据进行处理，最后在数码管上显示DS18B20测出的温度。

要求使用6位数码管显示，最高位为符号位，如果温度值为正，不显示，如果温度为负，则显示负号；第2—4位显示温度值的整数部分，并在第4位数据上显示小数点；第5位显示一位小数，最低位显示摄氏度符号“C”。

(1)基本要求➢用AT89C51控制DS18B20，读取数据➢对DS18B20转换后的数据进行处理，转换成实际温度值➢将符号位,整数值和小数值分别存放在特定的存储单元中.(2)进阶要求在数码管上显示DS18B20测出的温度,只要求显示出温度值的整数部分及符号位。

(3)高级要求➢使用6位数码管显示测得的温度➢最高位为符号位，如果温度值为正，不显示，如果温度为负，则显示负号➢第2—4位显示温度值的整数部分，并在第4位数据上显示小数点➢第5位显示一位小数➢最低位显示摄氏度符号“C”3.设计原理(1)系统结构图图4-1 基于DS18B20的测温系统结构图(2)DS18B20数字温度传感器概述DS18B20数字温度计是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：➢只要求一个端口即可实现通信。

➢在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。

➢实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

➢测量温度范围在－55。

C到＋125。

C之间。

➢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。

TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图4-2，其引脚功能描述见表4-1。

基于DS18B20的多点温度测控系统作者：俞云强来源：《数字技术与应用》2013年第08期摘要：DS18B20是一种单总线、高精度的数字式温度传感器。

本文介绍了由DS18B20和单片机组成的多点温度测控系统的硬件电路及软件设计。

该系统电路简单、运行可靠、用途广泛。

关键词：温度测控 DS18B20 单片机中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0011-021 引言在工农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制是非常重要的。

传统的测温系统采用热电偶、热电阻类温度传感器，它们将温度值转换为电动势或电阻值的变化，这些模拟信号要经过远距离采样、调理和模数转换后才能进入单片机处理，要获得较高的测温精度，还必须采用措施解决由长线传输，多点切换及放大器零点漂移等造成的误差补偿问题。

因此这样构成的系统硬件复杂、调试困难、成本较高。

采用数字温度芯片DS18B20测量温度，其输出值可直接进入单片机处理及控制，组建的测温系统的电路简单、抗干扰性能好、适合于恶劣环境下的温度测控。

2 多点测温系统的组成本系统采用主从分布式结构，由一台上位机（PC机）和多台下位机（AT89C52单片机）组成两级分布式多点温度测控系统。

一台下位机可完成8路温度的测量和控制。

上位机与下位机间采用RS-232串行通讯连接，通过上位机控制下位机进行现场温度采集和开关信号输出，控制继电器的通断，再由继电器触点控制现场制冷或加热设备工作，从而调节各点温度值。

温度值既可以送回上位机进行数据处理，由显示器显示。

也可以由下位机单独工作，通过LED 显示器实时显示当前各点温度值，系统的组成如图1所示。

3 硬件系统设计3.1 温度检测系统采用的测温传感器DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的数字式温度传感器。

全部传感元件及转换电路集成在一块芯片内，现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，CPU只需一根端口线就能与多片DS18B20通信。

0 引言温度测量方法较多，根据温度传感器的使用方式，通常可以把温度测量方法分为接触式法测温法和非接触式法测温法。

热敏电阻是最常用的接触式测温法之一，其广泛应用于工农业生产中。

传统的热敏电阻传感器需要搭配测量电路和其他电路进行信号处理，导致其可靠性、准确度和精确度降低[1]。

针对上述问题，美国DALLAS公司新推出了一种新型数字温度传感器-DS18B20，它具有功耗低、抗干扰能力强等优点[2]。

该文介绍了一种以DS18B20数字传感器和AT89C51系列单片机为核心的环境温度测量报警系统，该系统不仅可以实时测量温度，而且还可以根据用户需要，当环境温度出现异常时进行报警提醒。

同时，测得的温度数据会实时显示在输出设备上，为用户提供实时温度。

其硬件部分主要包括时钟电源电路、数码管显示电路、温度测量报警电路以及独立开关按键电路，软件部分主要包括独立按键触发检测程序、温度异常判决程序。

该系统结构简单、成本较低且抗干扰能力极高，可以应用于农业种植温室室温监测等场景，帮助相关产业提高工作效率，降低建设和维护所需的成本。

1 理论及方案设计DS18B20模块是一款由美国DALLAS半导体公司设计的数字温度传感器，它具有成本低廉、传输高效以及电路简单的特点。

该模块工作电压范围宽（3.0 V~5.5 V），并且当电源反接时不会立即烧毁。

DS18B20模块具有4种工作模式，对应4种不同的分辨率和转换时间。

通过改变配置寄存器中的R1位和R0位（R0\R1是配置寄存器中的2个数位）可以对DS18B20模块的工作模式进行设置，不同模式的工作参数见表1。

表1 工作效率参考数据分辨率/位最高转换时间/ms R1R0 993.750010187.500111375.001012750.0011整个测温系统分为的4个板块（如图1所示），通过与AT89C51系列单片机进行交互，共同完成环境温度监测报警工作。

时钟和电源为整个系统提供工作环境，独立按键可以帮助用户设置温度的上、下限，DS18B20模块将测得的实时温度发送给单片机，单片机将数据输出至显示模块（反馈给用户）。

DS18B20构成的多点温度测量系统的设计multi-point temperature measurement system design withDS18B20关键字：DS18B20温度测量,多点温度测量系统设计四川大学蒋鸿宇王勇植涌引言在传统的温度测量系统设计中,往往采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如引线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题;而其中某一环节处理不当,就可能造成整个系统性能的下降。

随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展,微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向「1」。

美国Dallas半导体公司推出的数字温度传感器DSl8820,具有独特的单总线接口,仅需要占用一个通用I/O端口即可完成与微处理器的通信;在－10～＋85℃温度范围内具有±0.5℃精度;用户可编程设定9～12位的分辨率。

以上特性使得DSl8820非常适用于构建高精度、多点温度测量系统。

1 DSl8B20简介1.1 DSl8B20的特点DSl8820是美国Dallas半导体公司继DSl820之后最新推出的一种改进型智能数字温度传感器［2］。

与传统的热敏电阻相比,它能够直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过编程实现9～12位的数字值读数方式;可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量;从DSl8820读出信息或写入DSl8820信息仅需要1根口线(单线接口);温度变换功率来源于数据总线,总线身也可以向所挂接的DSl8820供电,而无需额外电源。

使用DSl8820可使系统结构更趋简单,可靠性更高。

DSl8B20在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DSl820有了很大的改进。

1.2 DSl8B20内部结构及工作原理DSl8B20的内部结构「3」如图1所示,主要包括寄生电源电路、64位只读存储器(ROM)和单线接口、存储器和控制逻辑、存放中间数据的高速暂存存储器、温度传感器、报警上限寄存器TH、报警下限寄存器TL、配置寄存器和8位CRC(循环冗余校验码)发生器。