智能温度测量仪设计
文章出处： 作者：http://www.dicksonweb.cn 时间：2011-7-1
随着现代科技的发展，温度测量在各个领域应用越来越广泛，同时温度测量技术也被人们所异常关注。多功能温度测量仪就是一个典型的例子，运用单片机技术，向数字化，智能化方向发展。在此介绍一种多功能温度测量仪，既可以测量环境温度、又能测量人体温度，达到快响应、数字显示温度值，并且具有高温报警的目的。
1、硬件电路设计
1.1温度传感器
采用DALLAS公司的温度传感器DS18B20作为温度采集器件，DS18B20的内部结构主要由64位ROM、温度灵敏元件、内部存储器和配置寄存器4部分组成，如图1所示。
(1)64位ROM。它的内容是64位序列号，它可以被看作是该DS18B20的地址序列码，其作用是使每个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)温度灵敏元件。它完成对温度的测量，测量后的结果存储在2个8b的温度寄存器中。
(3)内部存储器。内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL以及配置寄存器。
DS18B20具有以下特点:
(1)独特的单线接口方式，与单片机连接时仅需要一条口线;(2)测温范围为-55~+125℃，在-10~+85℃范围内精度为±0.5℃;(3)通过编程可实现9~12位的数字读数方式;(4)用户可自设定非易失性的报警上下限值;(5)外围电路简单，使用时不需要外围元件，可用数据总线供电，电压范围为3.0~5.5V无需备用电源;(6)DS18B20有TO92、SOIC及CSP封装，本测量仪选用DS18B20的外形及引脚排列如图2所示，其中VDD为外接供电电源输入端，GND为公共地，DQ为数字信号输出端。
2、软件设计
为了便于子程序的调用和维护系统，程序遵循标准化、模块化的原则，主要完成包括读DS18B20温度数据、数据的整理转换、温度显示、报警等模块的设计。由于程序任务相对较少，结构相对简单，本系统由主程序和多个子程序组成，采用顺序性结构主程序流程。
2.1软件设计要点
由于DS18B20采用的是单线总线协议方式，即在一条数据线上实现数据的双向传输，而单片机硬件上不支持单总线协议，因此必须采用软件方法来模拟单总线的协议是序来完成对DS18B20芯片的访问。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此对读写的数据位有严格的时序要求，它有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将单片机作为主设备，DS18B20作为从设备，而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求DS18B20回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。
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