可编程温度传感器

Ⅰ DS18B20温度传感器与单片机间的通信线（延长线）可以多长

TS-18B20 数字凯滚温度传感器，该产品采用美国DALLAS公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。1: 技术性能描述 1.1 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
1.2 测温范围 －55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃。
1.3
1.4 工作电源: 3~5V/DC
1.5 在使用中不需要任何外围元件
1.6 测量结果以9~12位数字量方式串行传送
1.7 不锈钢保护管直径 Φ6
1.8 适用于DN15~25, DN40~DN250各种介质工业烂改管道和狭小空间设备测温
1.9 标准安装螺纹 M10X1, M12X1.5, G1/2”任选
1.10 PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。
编辑本段|回到顶部2：应用范围 2.1 该产品适用于冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域
2.2 轴瓦，缸体，纺机，空调，等狭小空间工业设备测温和控制。
2.3 汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。
2.5 供热/制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制
编辑本段|回到顶部3：产品型号与规格 型 号 测温范围 安装螺纹 电缆长度 适用管道
TS-18B20 -55~125 无 1.5 m
TS-18B20A -55~125 M10X1 1.5m DN15~25
TS-18B20B -55~125 1/2”G 接线盒 DN40~ 60
编辑本段|回到顶部4：特点 独特的一线接口，只需要一条口线通信 多点能力，简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电，电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源 测量温度范围为-55 ° C至+125 ℃ 。华氏相当于是-67 ° F到257华氏度 -10 ° C至+85 ° C范围内精度为±0.5 ° C
温度传感器可编程的分辨率为9~12位 温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒 用户可定义的非易失性温度报警设置 应用范围包括恒温控制，工业系统，消费电子产品温度计，或任何热敏感系统
描述该DS18B20的数字温度计提供9至12位（可编程设备温度读数。信息被发送到/从DS18B20 通过1线接口，所以中央微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。 因为每一个DS18B20的包含一个独特的序号，多个ds18b20s可以同时存在于一条总线。这使得温度传感器放置在许多不同的地方。它的用途很多，包括空调环境控制，感测建筑物内温设备或机器，并进行过程监测和控制。

8引脚封装 TO-92封装 用途 描述
5 1 接地 接地
4 2 数字 信号输入输出，一线输出：源极开路
3 3 电源 可选电源管脚。见"寄生功率"一节细节方面。电源必须接地，为行动中，寄生虫功率模式。

不在本表中所有管脚不须接线 。
概况框图图1显示的主要组成部分DS18B20的。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候，内部电容器 储存能量通由1线通信线路给片子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。 DS18B20的电源也可以从外部3V-5 .5V的电压得到。
DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）读ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳过ROM， 5 ）报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时，总线也可以知道总线上挂有有多少，什么样的设备。
若指令成功地使DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥饥孙判指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM 的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有的数据都读，写都是从最低位开始。
DS18B20有4个主要的数据部件：
（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
（2） DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM，温度传感器，温度报警触发器TH和TL,配置寄存器。
4.3.2存储器
DS18B20的存储器包括高速暂存器RAM和可电擦除RAM，可电擦除RAM又包括温度触发器TH和TL，以及一个配置寄存器。存储器能完整的确定一线端口的通讯，数字开始用写寄存器的命令写进寄存器，接着也可以用读寄存器的命令来确认这些数字。当确认以后就可以用复制寄存器的命令来将这些数字转移到可电擦除RAM中。当修改过寄存器中的数时，这个过程能确保数字的完整性。
高速暂存器RAM是由8个字节的存储器组成；第一和第二个字节是温度的显示位。第三和第四个字节是复制TH和TL，同时第三和第四个字节的数字可以更新；第五个字节是复制配置寄存器，同时第五个字节的数字可以更新；六、七、八三个字节是计算机自身使用。用读寄存器的命令能读出第九个字节，这个字节是对前面的八个字节进行校验。
4.3.3 64-位光刻ROM
64位光刻ROM的前8位是DS18B20的自身代码，接下来的48位为连续的数字代码，最后的8位是对前56位的CRC校验。64-位的光刻ROM又包括5个ROM的功能命令：读ROM，匹配ROM，跳跃ROM，查找ROM和报警查找。
4.3.4 DS18B20外部电源的连接方式
DS18B20可以使用外部电源VDD，也可以使用内部的寄生电源。当VDD端口接3.0V—5.5V的电压时是使用外部电源；当VDD端口接地时使用了内部的寄生电源。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。
4.3.4 DS18B20温度处理过程
4.3.4.1配置寄存器
配置寄存器是配置不同的位数来确定温度和数字的转化。
可以知道R1，R0是温度的决定位，由R1，R0的不同组合可以配置为9位，10位，11位，12位的温度显示。这样就可以知道不同的温度转化位所对应的转化时间，四种配置的分辨率分别为0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃，出厂时以配置为12位。
4.3.4.2 温度的读取
DS18B20在出厂时以配置为12位，读取温度时共读取16位，所以把后11位的2进制转化为10进制后在乘以0.0625便为所测的温度，还需要判断正负。前5个数字为符号位，当前5位为1时，读取的温度为负数；当前5位为0时，读取的温度为正数。16位数字摆放是从低位到高位。
4.3.4.3．DS18B20控制方法
DS18B20有六条控制命令，如表4.1所示：
表4.1 为DS18B20有六条控制命令
指 令 约定代码 操 作 说 明
温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换
读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容
写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节
复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中
重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节
读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU
4.3.4.4 DS18B20的初始化。（1） 先将数据线置高电平“1”。
（2） 延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点）
（3） 数据线拉到低电平“0”。
（4） 延时750微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。
（5） 数据线拉到高电平“1”。
（6） 延时等待（如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。
（7） 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）最少要480微秒。
（8） 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。
4.3.4.5 DS18B20的写操作
（1） 数据线先置低电平“0”。
（2） 延时确定的时间为15微秒。
（3） 按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。
（4） 延时时间为45微秒。
（5） 将数据线拉到高电平。
（6） 重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。
（7） 最后将数据线拉高。
4.3.4.6 DS18B20的读操作
（1）将数据线拉高“1”。
（2）延时2微秒。
（3）将数据线拉低“0”。
（4）延时15微秒。
（5）将数据线拉高“1”。
（6）延时15微秒。
（7）读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。
（8）延时30微秒。

Ⅱ 威马电动车e5车内温度传感器在哪里

1 威马电动车e5车内温度传感器的位置是在车内控制中心附近。

2 温度传感器的位置是在控制中心的上部，它的作用是监测车内的温度变化，通过控制系统来实现自樱嫌动控制空调码颂虚的开关和温度的调节。

3 车内温度传感器在行驶过程中非常重要，因为它可以帮助车主自动调节车内温度，以提高行车舒适度和安全性。
如果你需要更具体的信迟燃息，可以查阅威马电动车e5的相关资料或者向厂家咨询。

Ⅲ DS18B20的接线说明

独特的一线接口，只需要一条口线通信 多点能力，简化了分布式温度传感应用 无需外部元件 可用数据总线供电，电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源 测量温度范围为-55 ° C至+125 ℃ 。华氏相当于是-67 ° F到257华氏度 -10 ° C至+85 ° C范围内精度为±0.5 ° C
温度传感器可编程的分辨率为9~12位，温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒，用户可定义的非易失性温度报警设置，应用范围包括恒温控制、工业系统、消费电子产品温度计、或任何热敏感系统
描述该DS18B20的数字温度计提供9至12位（可编程设备温度读数)。由于DS18B20是一条口线通信，所以中央微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。 因为每一个DS18B20的包含一个独特的序号，多个ds18b20s可以同时存在于一条总线。这使得温度传感器放置在核伏许多不同的地方。它的用途很多，包括空调环境控制，感测建筑物内温设备或机器，并进行过程监测和控制。
DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）读ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳过ROM， 5 ）报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时，总线也可以知道总线上挂有有多少，什么样的设备。
若指令成功地使DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测兆闭量结果将被放置族氏裂在DS18B20内存中，并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM 的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有数据的读，写都是从最低位开始。

Ⅳ 用AT89C51单片机和温度传感器DS18B20S设计数字式温度计

江苏省联合职业技术学院常州旅游商贸分院
专科毕业论文

基于51单片机及DS18B20温度传感器的数字温度计设计

姓 名：(××××××××3号黑体)
学 号：(××××××××3号黑体)
班 级：(联院班级号×××3号黑体)
专 业：(××××××××3号黑体)
指导教师：(××××××××3号黑体)
系 部：创意信息系××××3号黑体)

二〇二0年××月××日

摘 要
本设计采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89S52单片机，数字温度传感器是DALLAS公司的DS18B20。本设计用数字传感器DS18B20测量温度，测量精度高，传感器体积小，使用方便。所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。
单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域，已经成为一种非常实用的技术。51单片机是最常用的一种单片机，而且在高校中都以51单片机教材为蓝本，这使得51单片机成为初学单片机技术人员的首选。本次设计采用的AT89S52是一种flash型单片机，可以直接在线编程，向单片机中写程序变得更加容易。本次设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器，DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。
本设计根据设计要求，首先设计了硬件电路，然后绘制软件流程图及编写程序。本设计属于一种多功能温度计，温度测量范围是-55℃到125℃。温度值的分辨率可以被用户设定为9-12位，可以设置上下限报警温度，当温度不在设定的范围内时，就会启动报警程序报警。本设计的显示模块是用四位一体的数码管动态扫描显示实现的。在显示实时测量温度的模式下还可以通过查询按键查看设定的上下限报警温度。

关键词：单片机、数字温度计、DS18B20、AT89S52

目 录

1 引言 1
2 系统总体方案及硬件设计 2
2.1 系统总体方案 2
2.1.1系统总体设计框图 2
2.1.2各模块简介 2
2.2 系统硬件设计 6
2.2.1 单片机电路设计 6
2.2.2 DS18B20温度传感器电路设计 6
2.2.3 显示电路设计 7
2.2.4 按键电路设计 7
2.2.5 报警电路设计 8
3 软件设计 9
3.1 DS18B20程序设计 9
3.1.1 DS18B20传感器操作流程 9
3.1.2 DS18B20传感器的指令表 9
3.1.3 DS18B20传感器的初始化时序 10
3.1.4 DS18B20传感器的读写时序 10
3.1.5 DS18B20获取温度程序流程图 11
3.2 显示程序设计 13
3.3 按键程序设计 13
4实物制作及调试 14
5电子综合设计体会 15
参考文献 16

1 引言
本系统所设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器测温，DS18B20直接输出的就是数字信号，与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，上下限报警功能。其输出温度采用LED数码管显示，主要用于对测温比较准确的场所。
该设计控制器使用的是51单片机AT89S52，AT89S52单片机在工控、测量、仪器仪表中应用还是比较广泛的。测温传感器使用的是DS18B20，DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。显示是用4位共阴极LED数码管实现温度显示，LED数码管的优点是显示数字比较大，查看方便。蜂鸣器用来实现当测量温度超过设定的上下限时的报警功能。

2 系统总体方案及硬件设计
2.1 系统总体方案
2.1.1系统总体设计框图
由于DS18B20数字温度传感器具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠，所以在该设计中采用DS18B20数字温度传感器测量温度。
温度计电路设计总体设计框图如图2-1所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，显示采用4位LED数码管，报警采用蜂鸣器、LED灯实现，键盘用来设定报警上下限温度。

图2-1 温度计电路总体设计框图
2.1.2各模块简介
1.控制模块
AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含有8kb的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程的Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
2.显示模块
显示电路采用4位共阴LED数码管，从P0口输出段码，P2口的高四位为位选端。用动态扫描的方式进行显示，这样能有效节省I/O口。
3.温度传感器模块
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5v；零待机功耗；温度以9或12位二进制数字表示；用户可定义报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；负电压特性，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；
DS18B20采用3脚TO－92封装或8脚SO或µSOP封装，其其封装形式如图2-2所示。

图2-2 DS18B20的封装形式
DS18B20的64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图2-3所示。

图2-3 DS18B20的高速暂存RAM的结构
头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率，DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值，该字节各位的定义如表2-1所示。
表2-1：配置寄存器
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

TM

R1

R0

1

1

1

1

1

配置寄存器的低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率，“R1R0”为“00”是9位，“01”是10位，“10”是11位，“11”是12位。当DS18B20分辨率越高时，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表示。
当符号位s＝0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位s＝1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。输出的二进制数的高5位是符号位，最后4位是温度小数点位，中间7位是温度整数位。表2-2是一部分温度值对应的二进制温度数据。
表2-2 DS18B20输出的温度值

温度值

二进制输出

十六进制输出

+125℃

0000 0111 1101 0000

07D0h

+85℃

0000 0101 0101 0000

0550h

+25.0625℃

0000 0001 1001 0001

0191h

+10.125℃

0000 0000 1010 0010

00A2h

+0.5℃

0000 0000 0000 1000

0008h

0℃

0000 0000 0000 0000

0000h

-0.5℃

1111 1111 1111 1000

FFF8h

-10.125℃

1111 1111 0101 1110

FF5Eh

-25.0625℃

1111 1110 0110 1111

FF6Fh

-55℃

1111 1100 1001 0000

FC90h

DS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容作比较。若T＞TH或T＜TL，则将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。因此，可用多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索。在64位ROM的最高有效字节中存储有循环冗余检验码（CRC）。主机ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。
4.调节模块介绍
调节模块是由四个按键接地后直接接单片机的I/O口完成的。当按键没有按下时单片机管脚相当于悬空，默认下为高电平，当按键按下时相当于把单片机的管脚直接接地，此时为低电平。程序设计为低电平触发。
5.报警模块介绍
报警模块是由一个PNP型的三极管9012驱动的5V蜂鸣器，和一个加一限流电阻的发光二极管组成的。报警时蜂鸣器间歇性报警，发光二极管闪烁。

2.2 系统硬件设计
2.2.1 单片机电路设计

图2-4 单片机最小系统原理图
单片机最小系统是由晶振电路，上电复位、按键复位电路，ISP下载接口和电源指示灯组成。原理图如图2-4所示。
2.2.2 DS18B20温度传感器电路设计
DS18B20温度传感器是单总线器件与单片机的接口电路采用电源供电方。
电源供电方式如图2-7，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。

图2-7 DS18B20电源供电方式
当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。
2.2.3 显示电路设计
显示电路是由四位一体的共阴数码管进行显示的，数码管由三极管9013驱动。
四位一体的共阴数码管的管脚分布图如图2-5所示。

图2-5 四位一体的共阴数码管管脚分布图
显示电路的总体设计如图2-6所示。

图2-6 显示电路
2.2.4 按键电路设计
按键电路是用来实现调节设定报警温度的上下限和查看上下报警温度的功能。电路原理图如图2-10所示。

图2-10 按键电路原理图

2.2.5 报警电路设计
报警电路是在测量温度大于上限或小于下限时提供报警功能的电路。该电路是由一个蜂鸣器和一个红色的发光二极管组成，具体的电路如图2-9所示。

图2-9 报警电路原理图

3 软件设计
3.1 DS18B20程序设计
3.1.1 DS18B20传感器操作流程
根据DS18B20的通讯协议，主机（单片机）控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：
• 每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作
• 复位成功后发送一条ROM指令
• 最后发送RAM指令
这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500μs，然后释放，当DS18B20收到信号后等待16～60μs左右，后发出60～240μs的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。
DS18B20的操作流程如图3-1所示。

如图3-1 DS18B20的操作流程
3.1.2 DS18B20传感器的指令表
DS18B20传感器的操作指令如表3-1所示。传感器复位后向传感器写相应的命令才能实现相应的功能。
表3-1 DS18B20的指令表

指 令

指令代码

功 能

读ROM

0x33

读DS1820温度传感器ROM中的编码（即64位地址）

符合 ROM

0x55

发出此命令之后，接着发出 64 位 ROM 编码，访问单总线上与该编码相对应的 DS1820 使之作出响应，为下一步对该 DS1820 的读写作准备。

搜索 ROM

0xF0

用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别 64 位 ROM 地址。为操作各器件作好准备。

跳过 ROM

0xCC

忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 发温度变换命令。适用于单片工作。

告警搜索命令

0xEC

执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。

温度变换

0x44

启动DS1820进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为93.75ms）。结果存入内部9字节RAM中。

读暂存器

0xBE

读内部RAM中9字节的内容

写暂存器

0x4E

发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。

复制暂存器

0x48

将RAM中第3 、4字节的内容复制到EEPROM中。

重调 EEPROM

0xB8

将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3 、4字节。

读供电方式

0xB4

读DS1820的供电模式。寄生供电时DS1820发送“ 0 ”，外接电源供电 DS1820发送“ 1 ”。

3.1.3 DS18B20传感器的初始化时序
DS18B20传感器为单总线结构器件，在读写操作之前，传感器芯片应先进性复位操作也就是初始化操作。
DS18B20的初始化时序如图3-2所示。首先控制器拉高数据总线，接着控制器给数据总线一低电平，延时480μs，控制器拉高数据总线，等待传感器给数据线一个60-240μs的低电平，接着上拉电阻将数据线拉高，这样才初始化完成。

图3-2 DS18B20初始化时序
3.1.4 DS18B20传感器的读写时序
1.写时序
DS18B20传感器的读写操作是在传感器初始化后进行的。每次操作只能读写一位。
当主机把数据线从高电平拉至低电平，产生写时序。有两种类型的写时序：写“0”时序，写“1”时序。所有的时序必须有最短60μs的持续期，在各个写周期之间必须有最短1μs的恢复期。
在数据总线由高电平变为低电平之后，DS18B20在15μs至60μs的时间间隙对总线采样，如果为“1”则向DS18B20写“1”， 如果为“0”则向DS18B20写“0”。如图3-2的上半部分。
对于主机产生写“1”时序时，数据线必须先被拉至低电平，然后被释放，使数据线在写时序开始之后15μs内拉至高电平。
对于主机产生写“1”时序时，数据线必须先被拉至低电平，且至少保持低电平60μs。
2.读时序
在数据总线由高电平变为低电平之后，数据线至少应保持低电平1μs，来自DS18B20的输出的数据在下降沿15μs后有效，所以在数据线保持低电平1μs之后，主机将数据线拉高，等待来自DS18B20的数据变化，在下降沿15μs之后便可开始读取DS18B20的输出数据。整个读时序必须有最短60μs的持续期。如图3-2的下半部分。读时序结束后数据线由上拉电阻拉至高电平。

图3-3 DS18B20传感器的读写时序
3.1.5 DS18B20获取温度程序流程图
DS18B20的读字节，写字节，获取温度的程序流程图如图3-3所示。

图3-4 DS18B20程序流程图
3.2 显示程序设计
显示电路是由四位一体的数码管来实现的。由于单片机的I/O口有限，所以数码管采用动态扫描的方式来进行显示。程序流程图如图3-4所示。

图3-5 显示程序流程图
3.3 按键程序设计
按键是用来设定上下限报警温度的。具体的程序流程图如图3-5所示。

图3-6 按键程序流程图

4实物制作及调试
制作好的实物如图4-1所示。

图4-1 数字温度计实物正面图
在做实物时出现了不少问题。比如本来是采用NPN型9013驱动蜂鸣器，但是在实际调试中蜂鸣器驱动不了，经多次试验，在三极管的基极电阻与单片机的接口处接一个1、2kΩ的上拉电阻就能驱动了。但考虑到单片机的I/O口默认状态时为高电平，这样一上电蜂鸣器就会响，所以将NPN型9013换成了PNP型的9012三极管，效果还不错。

5电子综合设计体会
经过将近一个月的设计、焊接、编程、调试，我们终于完成了数字温度计的设计，基本能够达到设计要求，而且还设计了一些其他功能，比可以开启或消除按键音功能，开机动画功能，查看报警上下限温度功能。
此次的设计使我从中学到了一些很重要的东西，那就是如何从理论到实践的转化，怎样将我们所学到的知识运用到实践中去。在大学课堂的学习只是给我们灌输专业知识，而我们应把所学的知识应用到我们现实的生活中去。这次的设计不仅使我们将课堂上学到的理论知识与实际应用结合了起来，而且使我们对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有了更进一步的认识，同时在软件编程、焊板调试、相关调试仪器的使用等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。此次单片机设计也为我们以后进行更复杂的单片机系统设计提供了宝贵的经验。
在本次设计的过程中，我们遇到不少的问题，刚开始焊好的板子下不进去程序，经过一再仔细的检查，才发现是在下载口处出了问题，由于焊盘口比较小，排针插不进去，最后使了很大力气才插进去，插进去后才发现坏了，结果在去排针的时候把焊盘给去下来了，最后只能在旁边将下载口引了出来。还有就是文章中提到的蜂鸣器驱动问题等等。经过此次的硬件制作与调试，锻炼了我们的动手实践能了。本次设计的另一个重点就是软件程序的设计，其中需要有很巧妙的程序算法，虽然以前写过几次程序，但我觉的写好一个程序并不是一件简单的事，有好多的东西，只有我们去试着做了，才能真正的掌握，只学习理论，有些东西是很难理解的，更谈不上掌握。
通过此次的综合设计，我们初步掌握了单片机系统设计的基本原理。充分认识到理论学习与实践相结合的重要性，对于书本上的很多知识，不但要学会，更重要的是会运用到实践中去。在以后的学习中，我们会更加注重实践方面的锻炼，多提高自己的动手实践能力。

参考文献
[1] 谭浩强.C程序设计（第三版）.北京:清华大学出版社,2005.7 .
[2] 余发山,王福忠.单片机原理与应用技术.徐州：中国矿业大学出版社,2008.6 .
[3] 求是科技.单片机典型模块设计实例导航.北京:人民邮电出版社,2005.5 .
[4] 求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册.北京：人民邮电出版社，2006.4 .
[5] 于永,戴佳,刘波.51单片机C语言常用模块与综合系统设计实例精讲（第2版）.北京:电子工业出版社,2008.10 .
[6]刘腾远.基于单片机的温度控制系统设计[J].科技经济导刊,2018(01):77-78.
[7]苏康友.基于51单片机的无线温度控制系统设计[J].电子技术与软件工程,2017(10):250-251.
[8]刘丰年.基于AT89C51的简易智能化加湿器设计[J].三门峡职业技术学院学报,2016,15(04):139-142.
[9]杨伟才.基于DS18B20的多点温度测量系统研究[J].山东工业技术,2016(24):266.
[10]严敏.基于单片机的智能温控系统的设计与实现[J].无锡职业技术学院学报,2016,15(03):61-64.
[11]吴嘉颖. 基于单片机的地铁低压设备触点温度监测系统的设计与实现[D].西南交通大学,2017.
[12]孙晓倩.基于51单片机的温度监测报警系统设计研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2015,31(24):24-26.
[13]仲霞.基于DS18B20的多点温度测量系统探讨[J].山东工业技术,2015(22):156.
[14]吕晓磊.基于单片机智能控温的仿真与设计[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2015,14(03):34-37.
[15]贺争汉.基于51单片机的温度控制系统[J].黑龙江科技信息,2015(16):145.
[16]谭虹.智能型滑雪保温鞋温控系统的设计与实现[J].体育世界(学术版),2014(11):19-20.
[17]王云飞.DS18B20温度传感器的应用设计[J].电子世界,2014(12):355.
[18]刘金魁.基于DS18B20的数字测温系统[J].焦作大学学报,2014,28(02):99-100.
[19]杨丹丹,杨风,马慧卿.基于单片机的温度采集系统设计[J].山西电子技术,2014(03):19-21.
[20]曹美霞.单片机与数字温度传感器DS18B20的接口设计[J].电子制作,2014(11):9-10.

Ⅳ 温度传感器组成部分

温度传感器组成部分

温度传感器组成部分，生活中我们很多的电子设备都是需要用到传感器的，传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息，以下分享温度传感器组成部分。

温度传感器组成部分1

温度传感器的结构：测温元件、保护装置，传输装置；有的带固定方式，带接线盒，还有的将带仪表显示的也叫温度传感器。正常看到的是，电机用的温度传感器是个不锈钢保护管（里面是个铂热电阻测温元件）。

一个固定螺丝，然后是引线引到接线盒。其它的温度传感器，测温元件可能是很小，保护装置装好后体积也不大，但主要的结构基本上一样，测温元件+保护+引线。

无线温度传感器的组成部分

系统主要由无线温度传感器、测温通信终端（温度显示仪）、温度检测预警工作站三部分激猛激组成。

无线温度传感器：由控制单元、无线数据传输和温度测量三部分组成。测温后，将温度数据通过无线方式传递给测温通讯终端。主要安装在易发热的电缆连接、变压器与开关的表面。

每个无线温度传感器具有唯一的ID编号，实际安装使用时记录每个传感器的安装地点，并与编号一起录入温度检测工作站计算机数据库中。传感器每隔一定时间（可以事先设定）自动发射一次监测点的温度数据知衡，发现温度异常立即报警，可不受发送周期限制。

测温通信终端（温度显示仪):安装在集控室内，负责接收各无线温度传感器发送出的温度数据，在数据库中作长期保存，实时显示监测点。

测温工作站：负责接收各温度显示仪上传的温度数据集中显示、分析处理。通过安装在PC机上的后台监测软件，以电子地图的形式显示各测温点的位置及温度变化，实时在线远程监测。

温度传感器组成部分2

具体来说，数字温度传感器的主要构成包括一个双电流源、一个Δ-ΣA/D转换器、数字逻辑和一个通向数字器件(如与一个微处理器或微控制器连接)的串行接口(如I2C总线、SMBus或SPI)。

数字温度传感器有两种：本地或远程温度传感器，它们均采用某种方法强制两个成比例的电流通过一个连接成二极管形式的NPN或PNP晶体管，均用于测量所导致的VBE变化，使用Δ-ΣA/D转换器对电压采样并将数值转换成数字格式。

强制电流一般采用约10：1的比例。通过强制施加比例电流和测量明袜两个VBE的差值，可消除二极管上IS这一与工艺相关参数的一阶效应。

每个温度传感器在生产过程中均会进行调整，以便与要使用的二极管的理想参数匹配。远程二极管的特性取自2N3904/6。由于本地温度传感器在硅衬底上只是一个简单的`NPN或PNP结构，远程温度传感器几乎总是集成一个本地温度传感器。

因此，远程传感器的作用几乎总是像两个传感器一样。本地温度传感器在同一封装集成了一个热二极管。对于本地传感器，根据封装和位于IC衬底上的本地二极管，热时间常数(即达到最终温度的63.2%所需的时间)为几分钟。总线负载过重或转换过快会造成器件自加热并影响温度精度。

温度数据变为可用所需的时间称为转换速率。该速率由器件内部振荡器和A/D分辨率决定，一般低于100Hz或长于10ms。转换速率越快，温度数据可检索的速度就越快，同时温度传感器消耗的功率也就越大。

由于存在自加热效应，转换速率通常较低。图1显示了一个远程温度传感器和/或本地 温度传感器 的简化框图。

温度传感器组成部分3

一、热电阻温度传感器：

测温原理:热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即：Rt=Rt0[1+α（t-t0）] 式中，Rt为温度t时的阻值；Rt0为温度t0（通常t0=0℃）时对应电阻值；α为温度系数。

半导体热敏电阻的阻值和温度关系为：Rt =AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。

测温范围:金属热电阻一般适用于-200~500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠。半导体热敏电阻测温范围只有-50~300℃左右, 且互换性较差，非线性严重，但温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上）。

二、集成温度传感器：

集成温度传感器有可分为模拟式温度传感器和数字式温度传感器。

1.模拟式温度传感器

测温原理:将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上，具有实际尺寸小、使用方便、灵敏度高、线性度好、响应速度快等 优点。

测温范围：LM135235335系列是美国国家半导体公司（NS）生产的一种高精度易校正的集成温度传感器，是电压输出型温度传感器，工作特性类似于齐纳稳压管。

该系列器件灵敏度为10mV/K，具有小于1Ω的动态阻抗，工作电流范围从400μA到5mA，精度为1℃，LM135的温度范围为-55℃～+150℃，LM235的温度范围为-40℃～+125℃，LM335为-40℃~+100℃。

封装形式有TO-46、TO-92、SO-8。该器件广泛应用于温度测量、温差测量以及温度补偿系统中。

2.数字式温度传感器

测温原理:将敏感元件、A/D转换单元、存储器等集成在一个芯片上，直接输出反应被测温度的数字信号，使用方便，但响应速度较慢（100ms数量级）。

测温范围：DS18B20是美国Dallas半导体公司生产的世界上第一片支持“一线总线” 接口的数字式温度传感器，供电电压范围为3～5.5V，测温范围为-55℃～+125℃

可编程的9～12位分辨率，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，出厂设置默认为12位，在12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字。

三、热电偶温度传感器

测温原理:两种不同成分的导体（称为热电偶丝或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电动势。

热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表连接，显示出热电偶所产生的热电动势，通过查询热电偶分度表，即可得到被测介质温度。

测温范围：常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。