基于DS18B20的溫度測(cè)量和顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

摘要：基于美國(guó)DALLAS公司推出的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，給出了一個(gè)溫度測(cè)量與顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。該系統(tǒng)由51單片機(jī)AT89C52控制，并由8位數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度，通過(guò)該系統(tǒng)可設(shè)置溫度上限與下限，以便在溫度超過(guò)限值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
關(guān)鍵詞：單片機(jī)；AT89C52；DS18B20；溫度測(cè)量

0 引言
傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)大多以熱敏電阻為溫度傳感器，而熱敏電阻的可靠性差，測(cè)量溫度準(zhǔn)確率低，且必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后才能由單片機(jī)進(jìn)行處理，在高精度要求的溫度檢測(cè)應(yīng)用中，熱敏電阻已經(jīng)被精度高、準(zhǔn)確性好的集成溫度采集設(shè)備所代替。DS18B20是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型數(shù)字溫度傳感器。它在溫度精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面有很大改進(jìn)，因而被廣泛應(yīng)用于溫度采集與處理、數(shù)字溫度計(jì)及各種溫控系統(tǒng)中。本文采用DS18B20設(shè)計(jì)的溫度測(cè)量與顯示系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示的溫度范圍為-55～125℃。系統(tǒng)可設(shè)置溫度上限和溫度下限，當(dāng)測(cè)量溫度高于上限或者低于下限溫度時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警。

1 溫度傳感器DS18B20
DS18B20是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，該傳感器的可測(cè)溫度范圍為-55～125℃，可編程分辨率為9～12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度為0．5℃、0．25℃、0．125℃和0．062 5℃。DS18B20的測(cè)量輸出為數(shù)字信號(hào)，并可單線串行發(fā)送給CPU，并支持多點(diǎn)組網(wǎng)。DS18B20有3腳和8腳兩種結(jié)構(gòu)，而8腳的結(jié)構(gòu)又有不同的封裝形式，圖1所示是DS18B20的引腳圖。本文采用三極管形狀的3腳DS18B20。
事實(shí)上，無(wú)論是3腳結(jié)構(gòu)還是8腳的結(jié)構(gòu)，DS18B20在實(shí)際電路中都只有3個(gè)引腳參與連接，即電源(VDD)、地(GND)和信號(hào)輸入輸出(DQ)。

2 系統(tǒng)仿真電路
基于DS18B20的溫度測(cè)量與顯示系統(tǒng)仿真電路圖如圖2所示。

電路中的單片機(jī)采用AT89C52，DS18B20采用外部電源供電方式，其DQ端子與單片機(jī)的P3．7相連。采用兩個(gè)4連排共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度，分別用于顯示整數(shù)部分和小數(shù)部分。數(shù)碼管的段選線與單片機(jī)的P1口相連，位選線與P2口相連。圖中顯示的正是最高溫度125℃，由于在proteus軟件中DS18B20無(wú)法設(shè)置小數(shù)，所以小數(shù)部分只能顯示零了。DS18B20的最高分辨率為0．0625℃，所以理論上應(yīng)該能顯示4位小數(shù)。