基于DS18B20的多路溫度監測系統設計與仿真
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在實(shí)時(shí)溫度監控系統中，如大棚溫度監控、冷庫測溫、智能建筑溫度控制等系統中，經(jīng)常需要進(jìn)行多路溫度的采集和檢測?？焖?、可靠地采集到高精度溫度數據可為控制系統的工作提供可靠的依據。傳統上，溫度測量方法多以熱敏電阻、熱電偶等為溫度敏感元件，但都存在可靠性差、精度低、需A／D轉換以及線(xiàn)路復雜等的缺點(diǎn)。本文提出采用美國Dalias公司生產(chǎn)的單總線(xiàn)數字溫度傳感器DS18B20和AT89C51單片機構成高精度的多路溫度監測系統，在單片機的控制下巡回監測多路溫度，高低溫度超限報警，并可實(shí)現與上位機通訊等功能。
1 DS18B20簡(jiǎn)介
DS18B20是Dalias公司推出的1-Wire式單總線(xiàn)智能數字溫度傳感器。與傳統的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，溫度測量范圍為-55～125℃；可通過(guò)編程實(shí)現9～12位的轉換精度，對應的可分辨溫度分別為0．5℃，0．25℃，0．125℃和0．062 5℃，可滿(mǎn)足高精度設計要求；在9位分辨率時(shí)最多在93．75 ms內把溫度轉換為數字，12位分辨率時(shí)最多在750 ms內把溫度值轉換為數字；電源供電范圍3．0～5．5 V；讀取或寫(xiě)入信息到DS18B20僅需要單總線(xiàn)接口(即將地址線(xiàn)、數據線(xiàn)、控制線(xiàn)合成一條信號線(xiàn))；測量結果直接輸出數字溫度信號，串行傳送給CPU同時(shí)可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力；使用DS18B20可使系統結構簡(jiǎn)潔，可靠性更高。以上特性使得DS18B20非常適用于構建高精度的多路溫度采集與檢測系統。
2 硬件電路設計
系統原理框圖如圖1所示，系統由多片DS18B20、AT89C51單片機、LED驅動(dòng)顯示電路、溫度上下限設定電路、報警提示電路、串行通信接口、時(shí)鐘電路、復位電路等構成。
系統采用8片DS18B20構成溫度采集電路，8片DS18B20采用單總線(xiàn)與并行輸入相結合的方式接至單片機的P1口。單片機巡回采集各路DS18 B20送來(lái)的溫度信息后，通過(guò)軟件設計算法，將處理后的溫度信息及相應的溫度路數通過(guò)LED數碼管顯示出來(lái)，各路溫度值的上下限可通過(guò)P3．2～P3．4獨立式鍵盤(pán)進(jìn)行設定。若某路超過(guò)溫度設定的上下限將進(jìn)行通過(guò)P3．5或P3．6進(jìn)行報警提示。此外，可通過(guò)串行口RS 232模塊將各路溫度數據送上位機處理。系統采用Proteus仿真件設計的仿真電路如圖2所示，此時(shí)LED顯示的是第3路溫度值。
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