【正文】 就應(yīng)該是因?yàn)榧纳娫醇橙∧芰坎粔蛟斐傻陌桑虼耍陂_發(fā)實(shí)際測(cè)溫系統(tǒng)時(shí)不使用此電路。并且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會(huì)使溫度誤差變大。 要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個(gè)DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個(gè)溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，會(huì)造成無(wú)法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。3）電路更加簡(jiǎn)潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。獨(dú)特的寄生電源方式有三個(gè)好處：1）進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無(wú)需本地電源。 DS18B20測(cè)溫系統(tǒng)具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，當(dāng)DS18B20收到信號(hào)后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號(hào)表示復(fù)位成功。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計(jì)算十進(jìn)制值。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第0和第1個(gè)字節(jié)。在DS18B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)。（3）DS18B20溫度傳感器的存儲(chǔ)器DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。 DS18B20溫度值格式這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。（1）光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。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。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。 對(duì)于DS18B20寫0時(shí)序和寫1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確采樣IO總線上的“0”電平，當(dāng)要寫1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要60us才能完成。（1）DS18B20的復(fù)位時(shí)序 DS18B20的復(fù)位時(shí)序 DS18B20的讀時(shí)序?qū)τ贒S18B20的讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。 由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。既可以用在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 DS18B20引腳（底視圖）　DS18B20詳細(xì)引腳功能描述序號(hào)名稱引腳功能描述1GND地信號(hào)2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。 （6）、內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。C之間。 （4）、測(cè)量溫度范圍在－55。 （2）、在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線上可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。綜合比較方案二與方案三，方案三更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于溫度傳感器的選擇。工作電源: 3~5V/DC。具有獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。方案三:采用DS18B20。AD590的測(cè)量信號(hào)可遠(yuǎn)傳百余米。它只需直流電源就能工作，而且，無(wú)需進(jìn)行線性校正，所以使用也非常方便，接口也很簡(jiǎn)單。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。M檔在測(cè)溫范圍內(nèi)非線形誤差為177。方案二：采用AD590。銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價(jià)格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。（℃+ |t|），B級(jí)為177。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場(chǎng)影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。其主要的特點(diǎn)為精度高、測(cè)量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件。檢測(cè)溫度測(cè)溫點(diǎn)免維護(hù)自由增減過(guò)限指示與計(jì)算機(jī)通訊 溫度檢測(cè)范圍 ： 40℃+60℃測(cè)量精度： ℃報(bào)警方式：閃動(dòng)的LED指示燈通訊方式：RS232 9600，N,8,1第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是以STC89C52為基本系統(tǒng)核心的一套檢測(cè)系統(tǒng)，其中包括、單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測(cè)、過(guò)限指示、通訊接口、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)際的需求，我們提出了測(cè)溫組件的基本功能，需要說(shuō)明的是，在這里你看不到傳統(tǒng)的溫度顯示功能，因?yàn)閷?shí)際上工作人員根本不可能到現(xiàn)場(chǎng)去記錄溫度的顯示。并生成動(dòng)態(tài)畫面、報(bào)表、報(bào)警、曲線等數(shù)據(jù)管理功能?，F(xiàn)場(chǎng)控制站現(xiàn)場(chǎng)控制站可用西門子PLC控制現(xiàn)場(chǎng)輸送機(jī)、提升機(jī)、電動(dòng)閘門、通風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)運(yùn)行，以及報(bào)警等功能的反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。因此現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)都是由計(jì)算機(jī)監(jiān)控，采用專用組態(tài)軟件、單片機(jī)及數(shù)字傳感器組成的，具有5001000個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的，網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字式溫度檢測(cè)的系統(tǒng)。在我們的印象中，溫度的測(cè)量不外乎由傳感器、放大器、數(shù)碼顯示、報(bào)警器等單元組成。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問(wèn)題是加強(qiáng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度的監(jiān)測(cè)工作，因?yàn)闇囟鹊纳撸鸵馕吨Z庫(kù)內(nèi)的有氧呼吸的加強(qiáng)，就意味著馬上就要發(fā)生腐爛霉變。關(guān)鍵詞：DS18B20 ；單片機(jī) MCU；串行傳輸 Serial Data Transfer；單總線 1wire interface 第1章 緒 論防潮、防霉、防腐、防爆是糧庫(kù)日常工作的重要內(nèi)容，是衡量糧庫(kù)管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。另外，本系統(tǒng)的濕度檢測(cè)沒(méi)有完成。本設(shè)計(jì)使用STC89C52單片機(jī)作為主控制模塊，利用簡(jiǎn)單的外圍電路來(lái)驅(qū)動(dòng)1Wire總線,利用1Wire總線協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)溫度和濕度的精確測(cè)量。利用STC89C52單片機(jī)本身強(qiáng)大的功能和內(nèi)部RAM資源，可以很方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸，并能利用軟件方便的邏輯判斷實(shí)現(xiàn)了1Wire總線的ROM搜索,實(shí)現(xiàn)了測(cè)溫器件18B20的枚舉，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人干預(yù)的測(cè)溫點(diǎn)的動(dòng)態(tài)裁剪，所以本設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。本文從1Wire總線的原理入手，詳細(xì)闡述了1Wire總線的ROM搜索過(guò)程，以及硬件電路的設(shè)計(jì)、計(jì)算和軟件的算法。它直接影響到儲(chǔ)備物資的壽命和工作可靠性。因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測(cè)量準(zhǔn)確的溫度測(cè)量?jī)x。但是通過(guò)實(shí)際的考察，現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)根本不是這個(gè)樣子：由于糧食要定期的通過(guò)熏蒸來(lái)除蟲、防鼠，熏蒸藥劑具有高毒性，高腐蝕性，人員根本不能隨意接觸到倉(cāng)內(nèi)設(shè)備，更不要說(shuō)通過(guò)數(shù)碼管的顯示和報(bào)警器來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度的異常變化，同時(shí)出于防爆的要求，在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部的系統(tǒng)，是完全密封的，并被充入低氧高氮的氣體，平時(shí)人員根本不能及時(shí)進(jìn)入。下圖展示了一種可能的結(jié)構(gòu)通過(guò)一線牽采集模塊，對(duì)糧倉(cāng)的溫度進(jìn)行測(cè)量采集，每個(gè)糧倉(cāng)約有200點(diǎn)模擬量輸入（溫度）并根據(jù)糧食的情況對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行濕度檢測(cè)。上位機(jī)上位機(jī)運(yùn)行組態(tài)通用工業(yè)過(guò)程監(jiān)控軟件，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、并對(duì)倉(cāng)庫(kù)溫濕度進(jìn)行巡回檢測(cè)。 這就要求我們必須設(shè)計(jì)一種高可靠，高一致性，基本免維護(hù)，可自由增減測(cè)溫點(diǎn)，并具有和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)交換數(shù)據(jù)的能力的測(cè)溫組件。同時(shí)增加了組件的測(cè)溫點(diǎn)免維護(hù)自由增減功能，以適應(yīng)系統(tǒng)的規(guī)模的自由裁剪。 系統(tǒng)總體框圖方案一：采用熱電阻溫度傳感器?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測(cè)中高精密測(cè)溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。按IEC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫范圍200～650℃，百度電阻比W（100）=，R0為100Ω和10Ω，其允許的測(cè)量誤差A(yù)級(jí)為177。（℃+ |t|）。在工業(yè)中用于50～180℃測(cè)溫。采用AD590，它的測(cè)溫范圍在55℃～+150℃之間，而且精度高?！?。使用可靠。作為電流輸出型傳感器的一個(gè)特點(diǎn)是，和電壓輸出型相比，它有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。綜合比較方案一與方案二，方案二更為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于溫度傳感器的選擇。DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，測(cè)溫范圍 －55℃～＋125℃，℃。支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。在使用中不需要任何外圍元件；測(cè)量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送。 DS18B20基本知識(shí) DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。 DS18B20產(chǎn)品的特點(diǎn) （1）、只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。 （3）、實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。C到＋125。 （5）、數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。 DS18B20的引腳介紹 TO－。開漏單總線接口引腳。3VDD可選擇的VDD引腳。由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì)STC89C52單片機(jī)來(lái)說(shuō)，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì)DS18B20芯片的訪問(wèn)。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 DS18B20的讀時(shí)序是從主機(jī)把單總線拉低之后，在15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 DS18B20的讀時(shí)序（2）DS18B20的寫時(shí)序 對(duì)于DS18B20的寫時(shí)序仍然分為寫0時(shí)序和寫1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。 DS18B20的寫時(shí)序 DS18B20的使用 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　　　　　　　　　 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。 DS18B20的測(cè)溫原理DS18B20有4個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。（2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB形式表達(dá)，其中S為符號(hào)位。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。（4）配置寄存器該字節(jié)各位的意義如下： 配置寄存器 低五位一直都是1，TM是測(cè)試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式。R1和R0用來(lái)設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時(shí)被設(shè)置為12位） 溫度分辨率設(shè)置表（5）高速暫存存儲(chǔ)器高速暫存存儲(chǔ)器由9個(gè)字節(jié)組成，其分配如表5所示。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后?！　　　　　　　　?DS18B20暫存存儲(chǔ)器分布根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)（單片機(jī)）控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。ROM、RAM指令如下圖所示： ROM、RAM指令表 DS18B20的應(yīng)用電路下面就是DS18B20幾個(gè)不同應(yīng)用方式下的測(cè)溫電路圖：（1）DS18B20寄生電源供電方式電路圖如下面圖9所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號(hào)線上汲取能量：在信號(hào)線DQ處于高電平期間把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來(lái)再給寄生電源（電容）充電。2）可以在沒(méi)有常規(guī)電源的條件下讀取ROM。因此，圖9電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測(cè)溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。在制作中曾經(jīng)就此電路做過(guò)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，降低電源電壓VCC，測(cè)出的溫度值比實(shí)際的溫度高，誤差較大。 DS18B20寄生電源供電方式電路圖（2）DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖改進(jìn)的寄生電源供電方式如下面圖10所示，為了使DS18B20在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到E2存儲(chǔ)器操作時(shí)，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最多10μS內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。 DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖注意：，DS18B20的VDD引腳必須接地（3）DS18B20的外部電源供電方式 在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時(shí)I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問(wèn)題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。 外部電源供電方式 外部供電方式的多點(diǎn)測(cè)溫電路圖外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠