DS18B20在立式空调检侧设计温湿度收集包块中的技术应用
2013-03-20
硬件连接
2.1 DS18B20数字温度传感器
DS18B20数字温度传感器温度测量范围为-55 ℃~+125 ℃，在-10 ℃~+85 ℃范围内,精度为±0.5 ℃，可实现9 bit~12 bit温度读取。DS18B20具有一线总线的特点，可以轻松组建温度采集网络，并且体积小、分辨率高、抗干扰能力强，实用性和可靠性比同类产品更高[1]，因此，在轴承测温[2]、冻土区公路路基温度测量[3]等场合有着广泛的应用。
DS18B20温度寄存器中的温度值以9 bit数据格式表示，而输出温度则是以16 bit符号扩展的二进制补码形式提供，其中低8 bit用补码表示，第9 bit～16 bit为扩展符号位。空调检测系统所需检测的温度值均在0 ℃以上，这样，只需读取缓存9个字节的前两个字节即可。
2.2 DS18B20硬件连接
DS18B20器件都有一个唯一的64 bit ROM地址，通过协议就能识别这些序列号，这样多个DS18B20可以挂接在同一条单总线上，构成多点温度采集网络。由于DS18B20具有“单总线”的技术特点，因此可以采用两种不同的方式连接单片机。
（1）单端口并联连接：所有DS18B20均连接在同一条总线上，然后再连接到单片机的某个I/O端口。这种连接方式具有硬件开销小的优点，理论上一根总线可以挂接256个DS18B20，但若连接的数字传感器数量较多，单片机需要花较多的时间才能获得每个传感器的序列号，会降低系统的实时性，同时使得软件编程变得复杂。
（2）多端口并行连接：每个DS18B20独占单片机某个I/O端口。这种并行连接方式使得单片机能够对所有的数字传感器进行并行操作，同一时间能实现多个输入输出，实现对温度数据的快速读取，从而提高系统的实时性，同时也使得软件编程变得简单，缩短了项目的开发周期。这种连接方式的缺点是硬件开销比较大。
根据空调检测系统的实际需要，系统使用16片DS18B20构成小型温度数据采集网络，结合单端口并联连接和多端口并行连接的连接特点，每个I/O端口连接两片DS18B20，共使用8个I/O端口，单片机与16片DS18B20连接框图如图2所示。DS18B20芯片的DQ端和单片机的I/O端口相连，并接上一个4.3 kΩ的上拉电阻，芯片的GND端接地线， VDD端接5 V电源线。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8 bit微控制器，具有8 KB Flash，256 B RAM，32 bit I/O口线，3个16 bit定时器/计数器，其资源性能可以满足空调检测系统温度采集的需要。来源：热像仪 //cafe-lamp-eye.com/product/thermography/
2.1 DS18B20数字温度传感器
DS18B20数字温度传感器温度测量范围为-55 ℃~+125 ℃，在-10 ℃~+85 ℃范围内,精度为±0.5 ℃，可实现9 bit~12 bit温度读取。DS18B20具有一线总线的特点，可以轻松组建温度采集网络，并且体积小、分辨率高、抗干扰能力强，实用性和可靠性比同类产品更高[1]，因此，在轴承测温[2]、冻土区公路路基温度测量[3]等场合有着广泛的应用。
DS18B20温度寄存器中的温度值以9 bit数据格式表示，而输出温度则是以16 bit符号扩展的二进制补码形式提供，其中低8 bit用补码表示，第9 bit～16 bit为扩展符号位。空调检测系统所需检测的温度值均在0 ℃以上，这样，只需读取缓存9个字节的前两个字节即可。
2.2 DS18B20硬件连接
DS18B20器件都有一个唯一的64 bit ROM地址，通过协议就能识别这些序列号，这样多个DS18B20可以挂接在同一条单总线上，构成多点温度采集网络。由于DS18B20具有“单总线”的技术特点，因此可以采用两种不同的方式连接单片机。
（1）单端口并联连接：所有DS18B20均连接在同一条总线上，然后再连接到单片机的某个I/O端口。这种连接方式具有硬件开销小的优点，理论上一根总线可以挂接256个DS18B20，但若连接的数字传感器数量较多，单片机需要花较多的时间才能获得每个传感器的序列号，会降低系统的实时性，同时使得软件编程变得复杂。
（2）多端口并行连接：每个DS18B20独占单片机某个I/O端口。这种并行连接方式使得单片机能够对所有的数字传感器进行并行操作，同一时间能实现多个输入输出，实现对温度数据的快速读取，从而提高系统的实时性，同时也使得软件编程变得简单，缩短了项目的开发周期。这种连接方式的缺点是硬件开销比较大。
根据空调检测系统的实际需要，系统使用16片DS18B20构成小型温度数据采集网络，结合单端口并联连接和多端口并行连接的连接特点，每个I/O端口连接两片DS18B20，共使用8个I/O端口，单片机与16片DS18B20连接框图如图2所示。DS18B20芯片的DQ端和单片机的I/O端口相连，并接上一个4.3 kΩ的上拉电阻，芯片的GND端接地线， VDD端接5 V电源线。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8 bit微控制器，具有8 KB Flash，256 B RAM，32 bit I/O口线，3个16 bit定时器/计数器，其资源性能可以满足空调检测系统温度采集的需要。来源：热像仪 //cafe-lamp-eye.com/product/thermography/
