1-Wire總線測溫網(wǎng)絡的構建

　　摘要：本文以1-Wire 器件DS18B20為核心元件，以單片機教學實驗儀PHOENIX325為平臺，搭建了一套集成度高、擴充空間大的測溫網(wǎng)絡。該測溫網(wǎng)絡由4只DS18B20組成，掛接在單片機P1口;軟件設計方面，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號后啟動溫度轉換，將結果送到1-Wire總線上，并對編程思路、1-Wire器件的各種操作作了詳細的介紹。

　　引言

　　多點測溫是重要庫所、場站、廠房安全工作的重要環(huán)節(jié)，多點測溫應以實時、精確為原則，在此基礎上，電路設計要求盡量簡單，程序設計應功能強、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，以二叉樹遍歷法為編程算法，構建基于1-Wire總線的測溫網(wǎng)絡。

　　方案設計

　　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化成串行數(shù)字信號供單片機處理，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℃時精度為±0.5℃;可由軟件設定9～12位分辨率，對應的測量精度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，實現(xiàn)高精度測溫;在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電;獨特的單線接口方式，DS18B20在與單片機連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)與單片機的雙向通信;支持多點組網(wǎng)，多個DS18B20可以并聯(lián)在總線上，實現(xiàn)組網(wǎng)測溫;測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。

　　電路設計
　　DS18B20供電方式有兩種：內部電源和外部電源。采用內部電源供電時，功率由總線提供，此時引腳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，引腳3接VCC，在溫度轉換期間總線不用保持高電平，這樣在溫度轉換期間總線上可以進行其他數(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，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)絡中1-Wire器件的編程首選，二叉樹遍歷算法的要點可歸納為“讀2位，寫1位”。