DS18B20高精度多点温度检测显示系统

　　1　引言

　　温度测量在工业、民用、军事等领域占有重要的地位,不同的温度传感器测量的精度以及功能强弱各不相同。由DALLAS半导体公司生产的DS18B20单线智能温度传感器,属于新一代适配微处理器的智能温度传感器,它具有体积小,接口方便,传输距离远等特点,最高测量精度可达到0.0625摄氏度[1]。采用点阵式液晶显示屏可界面友好的实时显示各路温度值。本文介绍的高精度温度测量显示系统,采用了凌阳的16位单片机SPCE061A作为主控芯片,以SPLC501液晶显示模组作为液晶显示器件,采用了凌阳科技提供的液晶驱动程序API函数进行液晶驱动的开发。

　　2　一线温度传感器DS18B20

　　DS18B20与传统的热敏电阻相比,能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读取。可分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的温度数字量转换,从DS18B20读出信息或写入信息仅需要一根口线。读写温度、变换功率可来源于数据总线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。

　　2.1　DS18B20性能特点

　　(1)独特的单线接口方式:DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现双向通讯;

　　(2)使用中不需要任何外围元件;

　　(3)可用数据线供电,电压范围: +3.0~+5.5V;

　　(4)测温范围-55 ~+125℃,固有分辨率0.5℃;

　　(5)通过编程可实现9~12位的数字读数方式;

　　(6)用户可自设定非易失性的报警上下限值;

　　(7)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点测温;

　　(8)负压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作^[1]。

　　2.2　DS18B20内部结构

　　DS18B20其内部结构框图如图1所示,由64位光刻ROM及串行接口,温度传感器、高低温触发器、配置寄存器、8位CRC发生器、电源检测及寄生电容等部分组成。

　　64位光刻ROM是出厂前被光刻好的,它由8位产品系列号, 48位产品序号和8位CRC编码组成,DS18B20的产品系列号均为28H,每个器件的48位产品序号各不相同,利用产品序号可以识别一线上挂载的不同DS18B20器件。

　　DS18B20有两种供电方式:一种是VDD接3V~5.5V外部电源,GND接地,DQ与单片机的I/O线相连;另一种是用寄生电源供电,此时VDD、GND接地,DQ接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电, I/O口线要接4.7kΩ左右的上拉电阻。图2为采用接外部电源的供电方式。

　　DS18B20高速暂存器共9个存储单元,其中序号为0和1的两个存储单元以补码的形式存放温度数字量。在12位转换情况下温度高低字节存放形式及如表1所示。二进制中的前面5位是符号位,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘以0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再乘以0.0625才能得到实际温度。