于DS18B20的温度检测系统在蔬菜大棚中的应用
The Appl ication of Temperature Detection System Based on DSl8820 in Vegetable Sheds
李洁1卢建中2
Li Jie Lu Jianzhong
(1．江西理工大学，江西赣州341000；2．江西赣州技师学院，江西赣州341000)
(1．Jiangxi University of Science and Technology，Jiangxi Ganzhou 341000；
2．Jiangxi Ganzhou Techie Institute，Jiangxi Ganzhou 341000)
摘要：DSl8820是典型的单总线智能温度传感器．由它和单片机AT89C52组成的最小温度检测系统结构简单，功耗低，
测温精度高。应用表明。该系统适用于蔬菜大棚中的多温度点检测，能够方便准确地显示蔬菜大棚内的温度．便于控制，能
有效保证蔬菜的正常生长。
关键词：DSl8820：单总线：单片机AT89C52
中图分类号：TP302 文献标识码：B 文章编号：1671—4792一(2008)3-0105-03
Abstract：DSl8820 is a typical single-bus intelligent temperature sensor．The minimum temperature detection
system composed of DSl8820 and single--chip microcomputer AT89C52 is of simple structure，low power consumption，
high temperature measurement accuracy．Application shows that the system is suil；able for vegetable sheds with
multi-temperature detection．It can display and control the temperature in vegetable sheds easily and accurate．
SO as to guarantee the normal growth of vegetables effectively．
Kevwords：DSl8820；Single—bus；AT89C52 SCM
0引盲
随着社会的发展，人民生活水平的提高，蔬菜的需求量
日趋增长，而大棚蔬菜占总蔬菜量的很大一部分。为了满足
广大人民群众的日常需求，大棚蔬菜的生产技术水平有待提
高。大棚蔬菜的生产中，温度的监测与控制是最重要的一个
指标。传统的测温系统在模拟式传感器与微机接口时需要的
A／D转换器，而且其外围电路比较复杂。DSl8820是美国
DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，能够很好地解决
传统温度传感器的这些常见问题。
本文以DSl8820为温度采集模块，利用单片机及外围电
路构成温度检测系统，对大棚的环境温度进行测试以保证蔬
菜的正常生长。此系统占用微处理器的端口较少，可节省大
量的引线和逻辑电路。与传统装置相比，具有结构简单，成
本低，可靠性和测温精度高、应用面广等特点。本文阿述了
DSl8820的内部结构、工作原理及其与单片机的接口连接方
式，给出了硬件接口电路和软件流程图。
1 系统组成
基于DS l 8820的温度检测系统主要由温度采集模块、
AT89C52单片机、显示模块三部分组成。以AT89C52作为系
统的CPU，用DSl8820进行温度的采集，通过键盘输入数据
和设置参数，通过四个数码管显示蔬菜大棚内的温度值。
2 DSl8820简介
本系统中，温度采集模块选择具有代表性的数字温度传
感器DSl8820。DSl8820是典型的一线式(1-wire)数字温度
传感器，属于新一代适配微处理器的智能温度传感器，测量
结果可选用9—12bit串行数据输出。DSl8820的功能框图如
图一所示。芯片内部包含有—个64位只读存储器，一个温度
感应器，一个非易失性过热警报单元和一个位寄存器等。
DO
GND
寄乍电源 叫存储器和控制逻辑l
64 bk 叫温度传癌墨S Z
飞 上 ， ROM 叫高温触发器TH
百 与单 高速
总线 哲存器 ．叫低温触发器TL2 王 接口 (R^^O 叫配霄寄存器I电源【
I检测『 '
刊8位cRc生成器l
图一DSl8820的功能框图
基于0s1∞田怕。的温度检测系统在蔬菜大棚中的应用
万方数据
Dsl8820具有以下特点：
(1)独特的单总线接口方式。通过串行通信接口(i／0)
直接输出被测温度值接口方式，cPu只需一根端口线就可与
DSl8820实现双向通信．
(2)使用中不需要任何外围元件．
(3)内含寄生电源。既可采用寄生电源。也可由vDD直接
供电，允许电压范围是3．0—5．5v。进行温度／数字转换时
的工作电流约为1．5mA，待机电流仅1“A，典型功耗为5mW。
(4)温度测量范围为一55℃一125℃，0—85℃误差co．5
℃，分辨率为9—12位，分别对应温度值0．5℃、o．25℃，0．
125℃和O．0625℃，由其寄存器Ro，Rl两位的状态决定，如
表一所示。
表一分辨率设置
Rl 彻 分辨率／b 最大转换时间，盥
O O 9 93．75
O I 10 187．5
l 0 Il 375
l l 12 750
(5)支持多点组网功能，多个Dsl8820可以挂接在一根总
线上，可实现多点测温。
(6)负压特性，电源极性接反时．温度计不会因发热而
烧毁，但不能正常工作。
以上特点使DSl8820非常适用于远距离多点温度的检测。
测温原理：低温系数振荡器输出的时钟脉冲信号通过由
高温系数振荡器产生的门开通周期而计数，通过该计数值来
测量温度。计数器被预置为与一S5E对应的一个基数值，如
果．计数器在高温系数振荡器输出的门周期结束前计数到零，
表示测量的温度高于．55℃，被置在_55℃的温度寄存器的值
就增加一个增量。同时，为了补偿温度振荡器的抛物线特性。
计数器被斜率累加器所决定的值进行预置，时钟再次使计数
器直至计数到零。如果开门通时间仍未结束，那么重复此过
程，直到高温度系数振荡器的门周期结束为止。这时温度寄
存器中的值就是被测的温度值。
3 AT89C52简介
AT89c52芯片有40个引脚，32个外部双向输入／输出(I／
0)端口。同时内含2个外巾断口，3个16位可编程定时计数
器，2个全双工串行通信[1，2个读写口线。A1189c52可以按
照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理
器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash
存储器可有效地降低开发成本。基于上述特点，可使电路极
大地简化，而且程序的编写及固化也相当方便灵活。AT89C52
引脚封装如图二所示．
(T2)P1．0
(T2Ex)P1．I
P1．2
PI．3
PI．4
P1．5
P1．6
P1．7
llESET
XTAL2
XTALl
PDIP V=s
Vcc
P0．0，AD0
PO．1／ADl
PO．2，^D2
PO．3，AD3
P0．4／AD4
PO．5，AD5
tO．6，AD6
P0．7／AD7
重】I／vpDALE／丽
PSEN
P2．T／^D15
P2．6／ADl4
P2．5，ADl3
P2．4／ADi2
P2．3／ADll
P2．2／ADl0
P2．1／AD9
P2．0／AD8
图二AT89c52引脚封装、
4硬件设计
系统硬件电路原理图如图三所示。本电路主要由单片机
AT89c52、4个数字温度传感器DSl8820、键盘及四位8段数
码管等组成。Dsl8820由VCC直接供电，连接—个4．7K的上
拉电阻．DQ脚直接连接到单片机的P1．0口。74LSl64是—个
串行输入并行输出的移位寄存器。其中Q0飞7为8位并行输
出端，引脚A、B为串行输入端，引脚CLK为时钟脉冲输入端。
在移位时钟的作用下，串行口发送缓冲器的数据一位一位地
移入74LSl64中。4片74Lsl64串级扩展为4个8位并行输出
口，分别连接到4个L印显示器的段选端作静态显示。采用三
端可调稳压器LM317T使LED显示不会闪烁。另外。通过可调
电位器W I可在线调整脚2的输出电压，使L印的显示亮度均
匀可调，可省掉大量的LED限流电阻。 。 ．
图三系统硬件电路原理图
如鹌{=；==；辐：c；蚪∞铊札∞约扮盯；8筋硝∞跹组
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PPPP，，，，，，，，
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0l—B—D啪m—m一肌如n一弧一功
万方数据
始化单∞黧翟纂徽 (开芋) Q?开)始化，使单片机处于开中断状态，时刻等待来自外部中断 ‘
J-
。
＼始 ．
／
INTO的中断信号。键盘用来输入要显示的测量点的序列号， 初始化 I保护现场l 基
当某—个键被按下时，INTO就得到—个负脉冲信号，单片机 山 l I 于
l o
的外部中断被激活，然后通过检测P0．0一PO-3的信号跳变就 I读 序列号l ∽
-‘
可以确常县哦—个继盘神杞下．出笪片棚辖的剥且蚀的中断 。
．．
。 发符合 命令 ∞
田
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的器Dsl8820的RAM中的温度数据．完成数据的对应读取，读—＼ ：兰／‘、篓合地址!一一7一 温
面盈I柏沮摩黼提酒讨鲢牛棚Ju R v13 Iq由符蝓小一直涌1叶 ● J- 度
74LSl64移位寄存器将串行输入数据转换为并行输出数据， 发送跳过 指令 发读存储器命令
检
县J吾诵讨4个I．m昆呆小漏J誓信． ◆ 士
测
系
5软件设计 温度转换 统保存测量点温度 在
蔬
序、外部中断子程序和液晶显示予程序的设计。各程序流程 夏位 I发送温度数 菜
图如图四所示。 ◆ 借 - ． 棚
系统的主程序用于完成对Dsl8820的调用、中断管理、 I 等待中断 ‘<≮喜>J 中
涮帚温f营信的计簋及渝摩佰的显示等功能。丰机AT89C52首 L、q≮：／ 的w*m，^∞HJ’-”nm*口Ⅷ?J??-L???一日 n 工 应
尝学留估陂油估信县纬卜昕右的DSl RB20煎片瓤袖茸估培，一—一一—、、、 用
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糸玩转八甲断处埋况程，-元风强，笠转侠、供邛(，岢上作-外部
中断程序 (返回)中断罕释序窨融对漏啻涮帚黼棍的谴确．显示子穰庳窨丘I?：浦
’驯?叫’：‘?。皿版闪坐竺=叫?=。．=：：??i儿“!! Jr
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晶显示器的初始化犀显示温度值。电路中设计了4位LED e,
显示程序
；呱士普倍粕宵聃删r珊摇士倍士一，÷f山上倍船士=持如
个位数，左四位为小数点后的十分位数· (a)主程序 (b)中断子程序 (c)显示子程序
6结束语 图四程序流程图
本文介绍的最小温厦测量系统便用DSl8820作为温度监
测元件．由于DSl8820接口简单，测温精度高，热稳定性好， 点测温系统中的应用【J】．河南农业大学学报，2001，(4)：391
使得系统硬件结构简单，功耗低，适合多温度点检测。经过 一393·
实践检验，本系统能够方便准确地测量蔬菜大棚内的温度， 【s】王毅，白泽生．智能温度传感器DSl8820u在花棚温度
能有效保证蔬菜的正常生长． 监测中的应用【J】．现代电子技术。2007，(10)：4---6·
[6】王洪福．AT89C51单片机与74LSl64,动态显示接口【J】．
参考文献
?? 一 ?’1一 内蒙古电大学刊，2006。(1)：57—58． 。
[1】李华．Mcs-51系列单片机实用接口技术【M】．北京：北 【7】林敏，于忠得，舒奎．74LSl64；庄2051单片机LED显示
京航空航天大学出版，1993． 电路中的应用【J】．大连轻工业学报，2001，(6)：123—125·
【2】余锡存，曹国华．单片机原理及接口技术[M】。．西安：西 。一
安电子科技大学出版社，2000． 作者简介
【3】周继明，江世明．传感技术与应用【M】．长沙：中南大学 李洁(1983—)，女，山东临沂人，江西理工大学在读研
出版社，2005． ． 究生，主要研究方向：智能仪器；
[4】甘勇，宋春来，宋寅卯．数字温度传感器Dsl8820u在多 卢建中，男，江西赣州技师学院讲师·
1Q7
万方数据
基于DS18B20的温度检测系统在蔬菜大棚中的应用
作者： 李洁， 卢建中， Li Jie， Lu Jianzhong
作者单位： 李洁,Li Jie(江西理工大学,江西,赣州,341000)， 卢建中,Lu Jianzhong(江西赣州技师学
院,江西,赣州,341000)
刊名： 科技广场
英文刊名： SCIENCE MOSAIC
年，卷(期)： 2008，(3)
引用次数： 0次
参考文献(7条)
1.李华 MCS-51系列单片机实用接口技术 1993
2.余锡存.曹国华 单片机原理及接口技术 2000
3.周继明.江世明 传感技术与应用 2005
4.甘勇.宋春来.宋寅卯 数字温度传感器DS18B20在多点测温系统中的应用[期刊论文]-河南农业大学学报 2001(4)
5.王毅.白泽生 智能温度传感器DS18B20U在花棚温度监测中的应用[期刊论文]-现代电子技术 2007(10)
6.王洪福 AT89C51单片机与74LS164动态显示接口[期刊论文]-内蒙古电大学刊 2006(1)
7.林敏.于忠得.舒奎 74LS164在2051单片机LED显示电路中的应用[期刊论文]-大连轻工业学院学报 2001(2)
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实了所作的分析,也提出解决了这一问题的方法.实际应用表明,修改单片机读出DS18B20程序后,从未出现此问题.
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjgc200803071.aspx
下载时间：2010年5月23日
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