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DS18B20在空調檢測系統溫度采集模塊中的應用

作者： 時(shí)間：2013-11-30 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏


DS18B20溫度寄存器中的溫度值以9 bit數據格式表示，而輸出溫度則是以16 bit符號擴展的二進(jìn)制補碼形式提供，其中低8 bit用補碼表示，第9 bit～16 bit為擴展符號位?？照{檢測系統所需檢測的溫度值均在0 ℃以上，這樣，只需讀取緩存9個(gè)字節的前兩個(gè)字節即可。

2.2 DS18B20硬件連接

DS18B20器件都有一個(gè)唯一的64 bit ROM地址，通過(guò)協(xié)議就能識別這些序列號，這樣多個(gè)DS18B20可以?huà)旖釉谕粭l單總線(xiàn)上，構成多點(diǎn)溫度采集網(wǎng)絡(luò )。由于DS18B20具有“單總線(xiàn)”的技術(shù)特點(diǎn)，因此可以采用兩種不同的方式連接單片機。

（1）單端口并聯(lián)連接：所有DS18B20均連接在同一條總線(xiàn)上，然后再連接到單片機的某個(gè)I/O端口。這種連接方式具有硬件開(kāi)銷(xiāo)小的優(yōu)點(diǎn)，理論上一根總線(xiàn)可以?huà)旖?56個(gè)DS18B20，但若連接的數字傳感器數量較多，單片機需要花較多的時(shí)間才能獲得每個(gè)傳感器的序列號，會(huì )降低系統的實(shí)時(shí)性，同時(shí)使得軟件編程變得復雜。

（2）多端口并行連接：每個(gè)DS18B20獨占單片機某個(gè)I/O端口。這種并行連接方式使得單片機能夠對所有的數字傳感器進(jìn)行并行操作，同一時(shí)間能實(shí)現多個(gè)輸入輸出，實(shí)現對溫度數據的快速讀取，從而提高系統的實(shí)時(shí)性，同時(shí)也使得軟件編程變得簡(jiǎn)單，縮短了項目的開(kāi)發(fā)周期。這種連接方式的缺點(diǎn)是硬件開(kāi)銷(xiāo)比較大。

根據空調檢測系統的實(shí)際需要，系統使用16片DS18B20構成小型溫度數據采集網(wǎng)絡(luò )，結合單端口并聯(lián)連接和多端口并行連接的連接特點(diǎn)，每個(gè)I/O端口連接兩片DS18B20，共使用8個(gè)I/O端口，單片機與16片DS18B20連接框圖如圖2所示。DS18B20芯片的DQ端和單片機的I/O端口相連，并接上一個(gè)4.3 kΩ的上拉電阻，芯片的GND端接地線(xiàn)， VDD端接5 V電源線(xiàn)。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8 bit微控制器，具有8 KB Flash，256 B RAM，32 bit I/O口線(xiàn)，3個(gè)16 bit定時(shí)器/計數器，其資源性能可以滿(mǎn)足空調檢測系統溫度采集的需要。

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單片機需要通過(guò)接口電路實(shí)現與DS18B20的連接，接口電路圖如圖3所示。J1是接線(xiàn)端子臺， DS18B20通過(guò)三芯電纜連接到J1；二極管IN4148實(shí)現電壓鉗位；RWDS1和單片機AT89S52的一個(gè)I/O端口相連；16片DS18B20通過(guò)J1~J8與溫度采集模塊連接。

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3 程序設計

3.1 DS18B20溫度采集

DS18B20溫度采集基本流程：?jiǎn)纹瑱C發(fā)出復位脈沖，當信號線(xiàn)上的DS18B20發(fā)出存在脈沖后，即完成DS18B20的初始化工作；單片機檢測到存在脈沖，便發(fā)起ROM操作命令；發(fā)送內存操作指令，啟動(dòng)DS18B20溫度轉換；延時(shí)2 μs等待溫度轉換完成；發(fā)出匹配ROM命令后緊接著(zhù)發(fā)送片內ROM序列號；讀取序列號對應的DS18B20暫存器，從而讀出溫度值；讀完一個(gè)DS18B20溫度值后，接著(zhù)轉向下一個(gè)DS18B20的操作。這樣的操作循環(huán)進(jìn)行，從而完成對所有DS18B20溫度值的讀取。溫度采集基本流程圖[1]如圖4所示。 溫濕度控制器相關(guān)文章:溫濕度控制器原理
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關(guān)鍵詞： DS18B20 溫度采集模塊 AT89S52

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