由单片机和多片DS1820组成的多点温度测控系统

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    摘要：DS1820是DALLAS公司生产的单线数字温度传感器，它可以在单片机的控制下组成多点温度测量系统。文章介绍了单线数字式温度传感器DS1820的工作原理，给出了用DS1820和89C51单片机构成的单线多点温度测控系统的应用电路及软件框图。
    关键词：数字温度计  单线制  多路温控仪  单片机系统  DS1820
1 概述


DS1820是美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，特别适合于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片DS1820都有唯一的产品号并可存入其ROM中，以使在构成大型温度测控系统时在单线上挂任意多个DS1820芯片。从DS1820读出或写入DS1820信息仅需要一根口线，共读写及温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也可以向所挂接的DS1820供电，而无需额处电源。DS1820能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。
2 DS1820的工作原理
DS1820采用3脚PR-35封装或8脚SOIC封装，管脚排列如图1所示。图中GND为地，I/O为数据输入/输出端（即单线总线），该脚为漏极开路输出，常态下呈高电平。VDD是外部+5V电源端，不用时应接地。NC为空脚。


图2所示为DS1820的内部框图，它主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器（内含便笺式RAM），用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL解发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码（CRC）发生器等七部分。
2.1 寄生电源
寄生电源由二极管VD1、VD2和寄生电容C组成。电源检测电路用于判定供电方式。寄生电源供电时，VDD端接地，器件从单线总线上获取电源。在I/O线呈低电平时，改由C上的电压Vc继续向器件供电。该寄生电源有两个优点：第一，检测远程温度时无需本地电源；第二，缺少正常电源时也能读ROM。若采用外部电源VDD，则通过VD2向器件供电。
2.2 温度测量原理


DS1820测量温度时使用特有的温度测量技术。其测量电路框图如图3所示。DS1820内部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号f0，高温度系数振荡器则将被测温度转换成频率信号f。当计数门打开时，DS1820对f0计数，计数门开通时间由高温度系数振荡器决定。芯片内部还有斜率累加器，可对频率的非线性予以被偿。测量结果存入温度寄存器中。一般情况下的温度值应为9位（符号点1位），但因符号位扩展成高8位，故以16位被码形式读出，表1给出了温度和数字量的关系。

表1 DS1820温度数字对应关系表
[table]


温度℃[/td]
输出的二进制码[/td]
对应的十六进制码[/td][/tr]

+125[/td]
0000000011111010[/td]
00FAH[/td][/tr]

+25[/td]
0000000000110010[/td]
0032H[/td][/tr]

+1/2[/td]
0000000000000001[/td]
0001H[/td][/tr]

0[/td]
0000000000000000[/td]
0000H[/td][/tr]

-1/2[/td]
1111111111111111[/td]
FFFFH[/td][/tr]

-25[/td]
1111111111001110[/td]
FFCEH[/td][/tr]

-55[/td]
1111111110010010[/td]
FF92H[/td][/tr]

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