DS18B20温度传感器与单片机实战：原理、接口与编程

"DS18B20实验，电子信息工程，温度传感器，单片机，编程方法，读写时序" 本次DS18B20实验是针对电子信息工程专业的创新实训项目，旨在帮助学生掌握单片机与温度传感器的集成应用。实验的核心器件是DS18B20温度传感器，它由美国DALLAS半导体公司制造，是一种高精度、低功耗的智能温度传感器。DS18B20的最大特点在于其独特的单线接口，这使得它只需要一根数据线就能实现与微处理器的双向通信，简化了系统的硬件设计。 DS18B20的工作原理主要体现在以下几个方面： 1. 单线接口：DS18B20采用单线接口，即数据线同时用于数据传输和时钟信号，降低了系统复杂性，减少了所需的外部元件。 2. 电源与供电：传感器可以直接从数据线上获取电源（寄生电源模式），电压范围在+3.0V至+5.5V之间，无需额外电源，提高了系统的便携性和稳定性。 3. 温度测量范围与精度：DS18B20的测温范围覆盖-55℃至+125℃，默认分辨率为0.5℃，并且可以通过编程设置9到12位的数字读数方式，以满足不同精度需求。 4. 多点组网：多个DS18B20传感器可以并联在同一根数据线上，形成多点测温网络，这对于环境监测、工业控制等应用场景非常有用。 5. 报警上下限设置：用户可以在DS18B20内部设置非易失性的温度报警上下限，当温度超出设定范围时，传感器会发出相应信号。 6. 安全特性：DS18B20具有负压特性，即使电源极性接反，也不会立即烧毁，只是无法正常工作。 在实验中，学生需要分析DP-51PROC单片机实验箱中的数字温度传感器模块，理解其电路工作原理，包括传感器模块的控制时序。此外，绘制程序流程图并编写程序来实现对DS18B20的控制，从而读取和显示温度值。这一过程不仅锻炼了学生对DS18B20读写时序的理解，也提升了他们在单片机编程和系统开发方面的能力。 DS18B20的引脚定义包括： - DQ：这是数据输入/输出端，用于与微处理器进行单线通信。 - GND：连接到电源地，提供信号参考点。 - VDD：外接供电电源输入端，当不使用寄生电源模式时，可以连接到合适的电源电压。 通过DS18B20实验，学生将全面掌握温度传感器的使用，提升单片机系统的综合应用和开发能力，为将来进行更复杂的电子系统设计打下坚实基础。