数字温度传感器DS18B20原理及应用

1、数字温度传感器ds18b20原理及应用摘要本文介绍了数字温度传感器ds18b20的工作原理， 并给出了一种ds18b20和pic16f873a单片机构成的多点温 度测控系统的硬件应用电路设计及软件设计。关键词数字温度传感器温度测控系统中图分类号：tp368. 1文献标识码：a一、引言在传统的温度测量系统中，由于采用了模拟器件，温度 测量精度低且容易受干扰，本文设计了一种温度测控系统， 采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器ds18b20,该数字 温度传感器具有体积小、精度高、适用电压宽、采用一线总 线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。二、工作原理ds18b20的测温原理框图如图1

2、所示。计数器对一个受 温度影响的振荡器的脉冲计数。低温度系数振荡器的振荡频 率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数 器10高温度系数振荡器随温度变化其振荡率明显改变，产 生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1对脉冲信号进 行减法计数，当预置值减到0时，温度寄存器的值加1,重 新装入计数器1的预置值，重新计数，如此循环直到计数器 2计数到0,停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中 的数值即为所测温度。图1中的斜率累加器用于补偿和修正 测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。三、多点温度测控系统设计（）系统组成。本文设计了一种基于单片机的多点自动温度测控系统， 该系统

3、由加温系统、测温系统和单片机组成。温度控制系统 框图如图2所示。（二）测温系统。测温系统使用了三个温度传感器ds18b20 （可扩展），可 对三个独立部分分别进行检测。ds18b20采用外部电源供电 方式,即ds18b20工作电源（3v-5. 5v）由vdd引脚接入，gnd引脚接地，给读写及温度变换提供足够的能量，保证了 转换精度。另外ds18b20直接将温度转化成数字信号，以数 字码方式串行输出，且与ttl电平兼容，因此直接与单片机 连接，实现数据采集。ds18b20多点测温电路原理图如图3 所示。（三）加温系统。加温系统由直流固体继电器ssr和加温器组成，ssr作为开关，单片机控制加温器加

4、热，并有单独的电路为加温器 供电，实现“电器隔离”。原理图如图4所示。直流固体继电器ssr为四端有源器件，输入、输出端可靠隔离，当输入端加控制信号时，输出端就进行开或关的转 换，具有可靠性高、开关速度快和功率小等特点。（四）软件设计。软件设计是整个系统的关键。多个器件挂在一条总线 上，为了识别不同的器件，在系统安装及工作之前，应将主 机逐个与ds18b20挂接，读出其序列号。另外，由于ds18b20 单线通信功能是分时完成的，遵循严格的时隙概念，因此， 系统对ds18b20的各种操作必须按协议进行，即初始化 ds18b20 （发复位脉冲）-发rom功能命令-发存储器操作 命令-处理数据。系统对ds18b20操作的总体流程图如图5 所示。自动温度测控系统软件设计流程图如图6所示，将设定 的温度信号输入给单片机，测温电路采集现场温度信号反馈 给单片机，单片机将检测到的温度与设定温度进行比较，一 旦出现温度高于或低于设定温度，自动发出信号，并可指示 发生地点，及时输出控制信号给加温控制电路，实现加温控 制。四、结论本文设计了一种基于单片机的多点自动温度测控系统， 微处理器采用8位单片机pic16f873,测温采用数字温度传 感器ds18b20o通过摸底试验，结果表明该控制系统设计方 案合理可行，具有成本低廉，操作简便灵活，可靠性高等优 点。（作者：范刚，就职