l引 言

　　溫度的測(cè)量和控制在激光器、光纖光柵的使用及其他的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。溫度檢測(cè)的傳統(tǒng)方法是使用諸如熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體pn結(jié)之類的模擬溫度傳感器。信號(hào)經(jīng)取樣、放大后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，再交自單片機(jī)處理。被測(cè)溫度信號(hào)從溫敏元件到單片機(jī)，經(jīng)過眾多器件，易受干擾、不易控制且精度不高。因此，本文介紹一種新型的可編程溫度傳感器ds18b20，他能代替模擬溫度傳感器和信號(hào)處理電路，直接與單片機(jī)溝通，完成溫度采集和數(shù)據(jù)處理。ds18b20與at89c51結(jié)合實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，有廣泛的應(yīng)用前景。

　　2溫度測(cè)量系統(tǒng)硬件

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示[1]。這里通過上拉電阻直接驅(qū)動(dòng)led顯示。以增加線路復(fù)雜度為代價(jià)，減少芯片數(shù)量。

　　2．1數(shù)字溫度傳感器ds18b20

　　ds18b20是美國(guó)dallas公司推出的單總線數(shù)字測(cè)溫芯片。他具有獨(dú)特的單總線接口方式，僅需使用1個(gè)端口就能實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的雙向通訊。采用數(shù)字信號(hào)輸出提高了信號(hào)抗干擾能力和溫度測(cè)量精度。他的工作電壓使用范圍寬(3．0～5．5 v)，可

　　ds18b20采用3腳to-92封裝，形如三極管，同時(shí)也有8腳soic封裝，還有6腳的tsoc封裝。測(cè)溫范圍為－55～+125℃，在一10～85℃范圍內(nèi)，精度為±0．5℃。每一個(gè)ds18b20芯片的rom中存放了一個(gè)64位id號(hào)：前8位是產(chǎn)品類型編號(hào)，隨后48位是該器件的自身序號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。又因其可以采用寄生電源方式供電。因此，一條總線上可以同時(shí)掛接多個(gè)ds18b20，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。另外用戶還可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定非易失性溫度報(bào)警上下限值th和tl。ds18b20檢測(cè)到溫度值經(jīng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，自動(dòng)存入存儲(chǔ)器中，并與設(shè)定值th或tl進(jìn)行比較，當(dāng)測(cè)量溫度超出給定范圍時(shí)，就輸出報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)識(shí)別是高溫超限還是低溫超限。

　　2．2 at89c51單片機(jī)

　　at89c51單片機(jī)是atmel公司生產(chǎn)的高性能8位單片機(jī)，主要功能特性如下：

　�、偌嫒輒cs-51指令系統(tǒng)；

　　②32個(gè)雙向i/o口，兩個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器；

　　③1個(gè)串行中斷，兩個(gè)外部中斷源；

　�、芸芍苯域�(qū)動(dòng)led；

　�、莸凸目臻e和掉電模式；

　�、�4 kb可反復(fù)擦寫(>1 000次)flasi rom；

　�、呷o態(tài)操作o～24 mhz；

　�、�128×8 b內(nèi)部ram。

　　該款芯片的超低功耗和良好的性能價(jià)格比使其非常適合嵌入式產(chǎn)品應(yīng)用。

　　3溫度測(cè)量系統(tǒng)軟件

　　ds18b20簡(jiǎn)單的硬件接口是以相對(duì)復(fù)雜的接口編程為代價(jià)。由于ds18b20通過單總線與單片機(jī)進(jìn)行通訊，所以其通訊功能是分時(shí)完成的。他與單片機(jī)的接口協(xié)議是通過嚴(yán)格的時(shí)序來實(shí)現(xiàn)的，只有在特定的時(shí)隙，才能實(shí)現(xiàn)ds18b20數(shù)據(jù)的寫入和讀出。這里以at89c51和一個(gè)ds18b20通訊為例，列出部分通訊的匯編語(yǔ)言代碼。

　　3．1 初始化子程序(reset)

　　與ds18b20的所有通訊都是由一個(gè)單片機(jī)的復(fù)位脈沖和一個(gè)ds18b20的應(yīng)答脈沖開始的。單片機(jī)先發(fā)一個(gè)復(fù)位脈沖，保持低電平時(shí)間最少480μs，最多不能超過960μs。然后，單片機(jī)釋放總線，等待ds18b20的應(yīng)答脈沖。ds18b20在接受到復(fù)位脈沖后等待15～60μs才發(fā)出應(yīng)答脈沖。應(yīng)答脈沖能保持60～240μs。單片機(jī)從發(fā)送完復(fù)位脈沖到再次控制總線至少要等待480 μs。程序代碼如下：

　　3．2 write子程序

　　寫時(shí)隙需要15～75 μs，且在2次獨(dú)立的寫時(shí)隙之間至少需要1μs的恢復(fù)時(shí)間。寫時(shí)隙起始于單片機(jī)拉低總線。以要把單片機(jī)a中的數(shù)據(jù)發(fā)給ds18b20為例，程序代碼如下：

　　3．3 read子程序

　　讀時(shí)隙需15～60 μs，且在2次獨(dú)立的讀時(shí)