【正文】 傳感器，它可將溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了與單片機(jī)的直接接口，從而省去了信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換等復(fù)雜模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路。（1）根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型要進(jìn)行—個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，減小環(huán)境的影響。 多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)掛接在一條總線上，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度采集檢測(cè)功能；2)可測(cè)溫度范圍為55～+125℃，℃；3) 內(nèi)含64位經(jīng)過(guò)激光修正的只讀存儲(chǔ)器ROM；4) 內(nèi)含寄生電源，可直接通過(guò)數(shù)據(jù)總線供電，～；5) 零待機(jī)功耗；6)用戶可通過(guò)編程分別設(shè)定各路的溫度上、下限溫度值來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；7) 適配各種微處理器；8) 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；9) 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；10) 可檢測(cè)距離遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)測(cè)量距離為150m 。如圖32所示：圖（a）是由外電源供電，圖(b)是I/O口總線和寄生電容配合供電。表3－3 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表R1R0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間/ms009011010113751112750表3－4　一部分溫度對(duì)應(yīng)值表溫度/℃數(shù)字輸出（二進(jìn)制）數(shù)字輸出（十六進(jìn)制）+1250000 0000 1111 101000FAH+250000 0000 0011 00100032H+0000 0000 0000 00010001H00000 0000 0000 00000000H1111 1111 1111 1111FFFFH251111 1111 1100 1110FFCEH551111 1111 1001 0010FF92H DS18B20的測(cè)溫原理每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的64地址位序列號(hào)，在出廠前已寫入片內(nèi)ROM 中。該命令值適用于總線上只掛接一片DS18B20，對(duì)總線上掛有多片DS18B20時(shí)不適用。由于接有上拉電阻，在釋放總線是有15 ~60us的時(shí)間間隙，在此之后的60~240us時(shí)間內(nèi)，如果CPU檢測(cè)到總線為低電平的話，則說(shuō)明DS18B20初始化完成。主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)3個(gè)步驟：① 初始化；② ROM操作指令；③ 存儲(chǔ)器操作指令。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機(jī)微控制系統(tǒng)，使用匯編語(yǔ)言可以不用像高級(jí)語(yǔ)言那樣占用較多的存儲(chǔ)空間，適合于存儲(chǔ)容量較小的系統(tǒng)。（4）系統(tǒng)的可靠性[1]要測(cè)試單片機(jī)軟件功能的完善性。另外，由于DS1820 單線通信功能是分時(shí)完成的,遵循嚴(yán)格的時(shí)隙概念,因此, 系統(tǒng)對(duì)DS1820 和各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行,即:初始化DS1820 (發(fā)復(fù)位脈沖)—發(fā)ROM功能命令—發(fā)存儲(chǔ)器操作命令—處理數(shù)據(jù)。本溫度控制系統(tǒng)可以應(yīng)用于多種場(chǎng)合，像花房的多點(diǎn)溫度、育嬰房的溫度、水溫的檢測(cè)與控制。本程序經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)試修改，雖然能達(dá)到預(yù)期的基本目標(biāo)，但是還有很多地方需要完善，如開(kāi)始仿真時(shí)機(jī)器會(huì)掃描錯(cuò)誤代碼而使電路報(bào)警，報(bào)警的同時(shí)可以使數(shù)碼管閃爍，還可以利用剩余的I/O口掛接更多的DS18B20等。（2）減少程序錯(cuò)誤我們?cè)诰帉懗绦驎r(shí)，要注重考慮如下方面。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與S51系列單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的51匯編語(yǔ)言和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行軟件編程。本設(shè)計(jì)采用電源供電方式， 。值得注意的是，每一次讀寫之前都要對(duì)它進(jìn)行復(fù)位。實(shí)際應(yīng)用中，DS18B20可以距單片機(jī)150m遠(yuǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)不會(huì)產(chǎn)生誤差，在同一條數(shù)據(jù)總線上可以并接許多片DS18B20實(shí)現(xiàn)多路溫度采集。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第2字節(jié)。DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶要去改動(dòng)，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來(lái)設(shè)置分辨率,。在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中為了配合遠(yuǎn)傳儀表指示，出現(xiàn)了許多不同的溫度檢測(cè)方法，常用的有電阻式、熱電偶式、PN結(jié)型、輻射型、光纖式及石英諧振型等。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來(lái)極大的方便。本系統(tǒng)可以應(yīng)用在大型工業(yè)及民用常溫多點(diǎn)監(jiān)測(cè)場(chǎng)合。目前溫度傳感器有模擬和數(shù)字兩類傳感器兩種，為克服模擬傳感器與微處理器接口時(shí)所需的信號(hào)調(diào)理電路或A／D轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)，多點(diǎn)檢測(cè)溫度控制系統(tǒng)多采用智能數(shù)字溫度傳感器，是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加方便。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器(例如TC652/653)中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。本課題以AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)為核心，能對(duì)多點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)巡檢。溫度對(duì)于工業(yè)如此重要，由此推進(jìn)了溫度傳感器的發(fā)展。此種產(chǎn)品測(cè)溫范圍大都在200℃~800℃之間，分辨率12位，~。該系統(tǒng)能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量和進(jìn)行顯示，并且能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r進(jìn)行聲光報(bào)警。 ，它主要由三部分組成:①控制部分主芯片采用單片機(jī)AT89S51；②顯示部分采用3位共陰極LED數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示；③溫度采集部分的溫度傳感器采用DS18B20智能溫度溫度傳感器。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡員減少?gòu)耐饨缫氲拇當(dāng)_信號(hào)（3）頻率響應(yīng)特性 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。對(duì)某些特殊使用場(chǎng)合，無(wú)法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。開(kāi)始8位是產(chǎn)品序列號(hào)代表產(chǎn)品的序列，接著48位產(chǎn)品序號(hào)代表同一系列產(chǎn)品的不同產(chǎn)品，最后8位是前56位的CRC校驗(yàn)碼，所以不同的器件的地址序列號(hào)各不一樣這也是多個(gè)DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因（8位CRC編碼的計(jì)算公式為CRC=X+X+X+1）。采用寄生電源有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是檢測(cè)遠(yuǎn)程溫度是無(wú)需本地電源；二是缺少正常電源時(shí)也能讀ROM。計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將55 ℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55 ℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。③ 尋找ROM命令（代碼為F0H）：這條命令用于對(duì)連在單總線上的多個(gè)DS18B20進(jìn)行初始化操作。在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，訪問(wèn)DS18B20也是通過(guò)程序設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。圖39 三位數(shù)碼管顯示電路（4）多路溫度采集電路如圖310所示。本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、復(fù)位應(yīng)答子程序、寫入子程序、以及有關(guān)DS18B20的程序（初始化子程序、寫程序和讀程序） 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般原則　　在單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中代碼使用效率、單片機(jī)的抗干擾性以及軟件可靠性是實(shí)際工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。（1） 主程序 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理DS18B20的測(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每1s進(jìn)行一次。當(dāng)測(cè)得溫度大于設(shè)定值，則進(jìn)入降溫階段，這期間繼續(xù)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直到溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，關(guān)閉風(fēng)扇，等待下一次的啟動(dòng)命令。加熱后，溫度有時(shí)超過(guò)90攝氏度卻不報(bào)警，后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)是進(jìn)位C沒(méi)有清0再經(jīng)實(shí)際接電調(diào)試，一切運(yùn)行正常。通過(guò)調(diào)用讀溫度子程序把存入內(nèi)存儲(chǔ)中的整數(shù)部分與小數(shù)部分分開(kāi)存放在不同的兩個(gè)單元中，然后通過(guò)調(diào)用顯示子程序顯示出來(lái)。我們依據(jù)系統(tǒng)的功能要求，將整體軟件系統(tǒng)分割成若干個(gè)獨(dú)立的程序模塊。圖310 多路溫度采集電路（5）繼電器電路，P1口其他引腳懸空，繼電器電路如圖311所示。 另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。⑤