1-Wire總線測溫網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

　　摘要：本文以1-Wire 器件DS18B20為核心元件，以單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀PHOENIX325為平臺(tái)，搭建了一套集成度高、擴(kuò)充空間大的測溫網(wǎng)絡(luò)。該測溫網(wǎng)絡(luò)由4只DS18B20組成，掛接在單片機(jī)P1口;軟件設(shè)計(jì)方面，采用二叉樹遍歷算法，搜索總線上所有家族號為28H的器件，匹配ID號后啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，將結(jié)果送到1-Wire總線上，并對編程思路、1-Wire器件的各種操作作了詳細(xì)的介紹。

　　引言

　　多點(diǎn)測溫是重要庫所、場站、廠房安全工作的重要環(huán)節(jié)，多點(diǎn)測溫應(yīng)以實(shí)時(shí)、精確為原則，在此基礎(chǔ)上，電路設(shè)計(jì)要求盡量簡單，程序設(shè)計(jì)應(yīng)功能強(qiáng)、效率高，本文采用DS18B20作為核心元件，充分利用該器件分辨率高、所需元件少、宜于組網(wǎng)的特點(diǎn)，以二叉樹遍歷法為編程算法，構(gòu)建基于1-Wire總線的測溫網(wǎng)絡(luò)。

　　方案設(shè)計(jì)

　　核心元件的選擇
　　測溫元件選用Dallas公司出品的DS18B20，與傳統(tǒng)熱敏電阻不同，DS18B20是1-Wire總線的數(shù)字溫度傳感器，可直接將被測溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號供單片機(jī)處理，適用于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。

　　1-Wire器件的特性
　　DS18B20具有以下特性：測溫范圍-55℃～+125℃，在-10～+85℃時(shí)精度為±0.5℃;可由軟件設(shè)定9～12位分辨率，對應(yīng)的測量精度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，實(shí)現(xiàn)高精度測溫;在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電;獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與單片機(jī)連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的雙向通信;支持多點(diǎn)組網(wǎng)，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在總線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)測溫;測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。

　　電路設(shè)計(jì)
　　DS18B20供電方式有兩種：內(nèi)部電源和外部電源。采用內(nèi)部電源供電時(shí)，功率由總線提供，此時(shí)引腳3接地，引腳2通過上拉電阻接至總線，在總線高電平期間，器件內(nèi)部的寄生電容充電，總線低電平期間，寄生電容向器件供電;采用外部電源供電時(shí)，引腳3接VCC，在溫度轉(zhuǎn)換期間總線不用保持高電平，這樣在溫度轉(zhuǎn)換期間總線上可以進(jìn)行其他數(shù)據(jù)往來，本文采用外部電源方式。圖1是測溫網(wǎng)絡(luò)電路圖?！　?/p>

 

　　除測溫電路之外，還有LCD顯示、USB通信及電源模塊，其功能分別為數(shù)據(jù)顯示、程序下載、系統(tǒng)供電，由于這幾部分電路通用性強(qiáng)，參考資料較多，故此處省略。

　　軟件編程

　　二叉樹遍歷算法
　　二叉樹遍歷算法是搜索識別網(wǎng)絡(luò)中1-Wire器件的編程首選，二叉樹遍歷算法的要點(diǎn)可歸納為“讀2位，寫1位”。