基于DS18B20的多路温度监测系统设计与仿真
在实时温度监控系统中，如大棚温度监控、冷库测温、智能建筑温度控制等系统中，经常需要进行多路温度的采集和检测。快速、可靠地采集到高精度温度数据可为控制系统的工作提供可靠的依据。传统上，温度测量方法多以热敏电阻、热电偶等为温度敏感元件，但都存在可靠性差、精度低、需A／D转换以及线路复杂等的缺点。本文提出采用美国Dalias公司生产的单总线数字温度传感器DS18B20和AT89C51单片机构成高精度的多路温度监测系统，在单片机的控制下巡回监测多路温度，高低温度超限报警，并可实现与上位机通讯等功能。
1 DS18B20简介
DS18B20是Dalias公司推出的1-Wire式单总线智能数字温度传感器。与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度，温度测量范围为-55～125℃；可通过编程实现9～12位的转换精度，对应的可分辨温度分别为0．5℃，0．25℃，0．125℃和0．062 5℃，可满足高精度设计要求；在9位分辨率时最多在93．75 ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750 ms内把温度值转换为数字；电源供电范围3．0～5．5 V；读取或写入信息到DS18B20仅需要单总线接口(即将地址线、数据线、控制线合成一条信号线)；测量结果直接输出数字温度信号，串行传送给CPU同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力；使用DS18B20可使系统结构简洁，可靠性更高。以上特性使得DS18B20非常适用于构建高精度的多路温度采集与检测系统。
2 硬件电路设计
系统原理框图如图1所示，系统由多片DS18B20、AT89C51单片机、LED驱动显示电路、温度上下限设定电路、报警提示电路、串行通信接口、时钟电路、复位电路等构成。
系统采用8片DS18B20构成温度采集电路，8片DS18B20采用单总线与并行输入相结合的方式接至单片机的P1口。单片机巡回采集各路DS18 B20送来的温度信息后，通过软件设计算法，将处理后的温度信息及相应的温度路数通过LED数码管显示出来，各路温度值的上下限可通过P3．2～P3．4独立式键盘进行设定。若某路超过温度设定的上下限将进行通过P3．5或P3．6进行报警提示。此外，可通过串行口RS 232模块将各路温度数据送上位机处理。系统采用Proteus仿真件设计的仿真电路如图2所示，此时LED显示的是第3路温度值。
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