DS18B20数字温度计详解：单总线通信与应用

"DS18B20是一种由DALLAS公司生产的数字温度计，具有1-Wire（单总线）特性，适用于构建简洁且高效的温度测量系统。这种传感器以其简单的线路设计、独特的序列号、无需额外元件即可进行温度测量、宽广的测量范围以及可自定义的分辨率等特点而著称。它可以用于各种需要温度监控的应用场景，如智能家居、工业自动化、环境监测等。 1. DS18B20产品特性： - 只需一个端口就能实现通信，简化了硬件接口。 - 每个DS18B20传感器都拥有唯一的序列号，便于识别和管理多个传感器。 - 不需要外部元件，即可进行-55℃至+125℃的温度测量。 - 分辨率可在9位至12位之间选择，提供不同的精度需求。 - 内置温度上下限报警功能，可实现自动报警设定。 2. 引脚介绍： DS18B20通常采用TO-92封装，包含三个引脚：电源（VCC）、数据线（Data）和接地（GND）。其中，数据线承担着与微控制器进行通信的任务。 3. 使用方法： - 由于DS18B20采用1-Wire协议，而常见的微控制器如AT89S51并不直接支持，因此需要通过软件模拟单总线协议。 - 协议包括初始化时序、读时序和写时序，确保数据传输的准确性和完整性。主设备（如微控制器）启动写时序，若需要从DS18B20读取数据，则接着启动读时序。 - 复位时序是开始通信的标志，读时序包括读0和读1，写时序同样分为写0和写1，每个时序都有特定的低电平持续时间和采样窗口。 4. 时序详解： - 复位时序：单总线被拉低至少480us，然后释放，DS18B20检测到此信号后进入响应状态。 - 读时序：读0时序中，单总线在拉低后保持低电平60us，然后释放；读1时序则在拉低后较短时间（15us-45us）内释放。DS18B20在60us内完成数据传输。 - 写时序：写0时序要求单总线拉低至少60us，写1时序则要求拉低约6us，然后释放。这两个时序保证DS18B20能正确采样到数据。 为了与DS18B20进行有效通信，开发者需要熟悉并正确实现这些时序，通常借助微控制器的IO口控制和适当的延时函数来完成。在实际应用中，可以通过LCD显示DS18B20测得的温度数据，提供直观的读取方式。" 在实际项目中，结合LCD显示屏，DS18B20可以帮助用户实时查看当前环境的温度，并根据需要设置报警阈值。这种传感器的灵活性和易用性使得它成为DIY数字温度计或专业温度监控系统中的理想选择。