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基于DS18B20的数字温度计

同济大学电子与信息工程学院信息与通信工程系叶爱芬

［摘要］本文主要介绍了DS18B20数字温度传感器，给出基于DS18B20和AT89C51的数字温度计的软硬件设计方案。本系统的

现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量。特别是当测温现场无

法提供直流电源时，DS18B20可采用寄生电源供电方式。

［关键词］DS18B20温度计AT89C51

0.引言编写显示程序时，需要解决的问题是：如何将温度值进行个位数和

以往的温度测控系统多采用热敏电阻或热电偶测量温度。由于热十位数的拆分；如何将显示的数值转换成字型码在LED数码管上进行

敏电阻和热电偶是模拟温度传感器，其输出为模拟信号，还须加A/D转显示。第一个问题的解决方法是利用逻辑与指

换环节把模拟信号转换成单片机可以处理的数字信号，使得硬件电路步取得个位数和十位数。第二个问题的解决方法是将字型码根据数值

结构复杂、成本较高；且电路易受干扰，使测温不准确。本文设计打破常大小排列成一个表格，然后通过查表来实现转换。

规采用DS18B20数字温度传感器进行温度测量，不仅提高了系统的可

靠性而且还简化了电路。

1.DS18B20芯片介绍

DS18B20数字温度传感器测温范围为-55℃～+125℃，在-10℃～

+85℃范围内，精度为±0.5℃。可以程序设定9位～12位分辨率。新的

产品支持3V～5.5V的电压范围。在DS18B20中的每个器件上都有独

一无二的序列号。

DS18B20的使用方法

由于DS18B20采用的是“一线总线”协议方式，即在一根数据线实

现数据的双向传输，而对AT89C51单片机来说，硬件上并不支持单总

线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完

成对DS18B20芯片的访问。另外简单的硬件电路需用严格的通信协议

来保证各位数据传输的正确性和完整性，所以DS18B20对读写的数据

位有着严格的时序要求。

根据DS18B20的通信协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须

经过如下三个步骤。

1）初始化DS18B20；

2）发ROM功能命令；

3）发RAM存储器操作命令。

2.温度采集模块设计

温度采集模块要求完成将DS18B20测得的温度数值读到内部

RAMTEMPER_H和TEMPER_L单元。并将其转换成BCD码存于内部

RAMTEMPER_NUM单元中。其硬件电路见下图1。单片机的P3.3引脚

接数字温度传感器的DQ端。图2从DS18B20读温度值流程图图3报警模块流程图

4.报警模块设计

报警模块实现的功能是当温度低于下限温度或高于上限温度时报

警。且高于上限时，将接在P1.0口的红色发光二极管点亮；当低于下限

时，将接在P1.1的绿色发光二极管点亮。对应的软件设计见图3所示。

5.结束语

本文设计是以AT89C51单片机为控制核心，采用数字温度传感器

DS18B20进行温度测量。DS18B20集温度测量和A/D转换于一体，直接

输出数字信号，大大简化了硬件电路；现场温度直接以“一线总线”的数

字方式传输，大大提高了系统的