1-Wire總線(xiàn)測溫網(wǎng)絡(luò )的構建

　　摘要：本文以1-Wire 器件DS18B20為核心元件，以單片機教學(xué)實(shí)驗儀PHOENIX325為平臺，搭建了一套集成度高、擴充空間大的測溫網(wǎng)絡(luò )。該測溫網(wǎng)絡(luò )由4只DS18B20組成，掛接在單片機P1口;軟件設計方面，采用二叉樹(shù)遍歷算法，搜索總線(xiàn)上所有家族號為28H的器件，匹配ID號后啟動(dòng)溫度轉換，將結果送到1-Wire總線(xiàn)上，并對編程思路、1-Wire器件的各種操作作了詳細的介紹。

　　引言

　　多點(diǎn)測溫是重要庫所、場(chǎng)站、廠(chǎng)房安全工作的重要環(huán)節，多點(diǎn)測溫應以實(shí)時(shí)、精確為原則，在此基礎上，電路設計要求盡量簡(jiǎn)單，程序設計應功能強、效率高，本文采用DS18B20作為核心元件，充分利用該器件分辨率高、所需元件少、宜于組網(wǎng)的特點(diǎn)，以二叉樹(shù)遍歷法為編程算法，構建基于1-Wire總線(xiàn)的測溫網(wǎng)絡(luò )。

　　方案設計

　　核心元件的選擇
　　測溫元件選用Dallas公司出品的DS18B20，與傳統熱敏電阻不同，DS18B20是1-Wire總線(xiàn)的數字溫度傳感器，可直接將被測溫度轉化成串行數字信號供單片機處理，適用于惡劣環(huán)境的現場(chǎng)溫度測量。

　　1-Wire器件的特性
　　DS18B20具有以下特性：測溫范圍-55℃～+125℃，在-10～+85℃時(shí)精度為±0.5℃;可由軟件設定9～12位分辨率，對應的測量精度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，實(shí)現高精度測溫;在寄生電源方式下可由數據線(xiàn)供電;獨特的單線(xiàn)接口方式，DS18B20在與單片機連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現與單片機的雙向通信;支持多點(diǎn)組網(wǎng)，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在總線(xiàn)上，實(shí)現組網(wǎng)測溫;測量結果直接輸出數字溫度信號，同時(shí)可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。

　　電路設計
　　DS18B20供電方式有兩種：內部電源和外部電源。采用內部電源供電時(shí)，功率由總線(xiàn)提供，此時(shí)引腳3接地，引腳2通過(guò)上拉電阻接至總線(xiàn)，在總線(xiàn)高電平期間，器件內部的寄生電容充電，總線(xiàn)低電平期間，寄生電容向器件供電;采用外部電源供電時(shí)，引腳3接VCC，在溫度轉換期間總線(xiàn)不用保持高電平，這樣在溫度轉換期間總線(xiàn)上可以進(jìn)行其他數據往來(lái)，本文采用外部電源方式。圖1是測溫網(wǎng)絡(luò )電路圖?！　?/p>

 

　　除測溫電路之外，還有LCD顯示、USB通信及電源模塊，其功能分別為數據顯示、程序下載、系統供電，由于這幾部分電路通用性強，參考資料較多，故此處省略。

　　軟件編程

　　二叉樹(shù)遍歷算法
　　二叉樹(shù)遍歷算法是搜索識別網(wǎng)絡(luò )中1-Wire器件的編程首選，二叉樹(shù)遍歷算法的要點(diǎn)可歸納為“讀2位，寫(xiě)1位”。