PC机串口下的DS18B20单线多点温度检测

简介：
本文介绍了如何在PC机的串行端口上使用DS18B20传感器进行多点温度监测的方法和实现步骤。 DS18B20是一款由Maxim Integrated生产的数字温度传感器，广泛用于各种温度测量应用中。由于它只需要一个数据线与微控制器通信（除了地线和电源线之外），使得这种传感器非常适合于多点温度监测系统的设计。该设备具有广泛的测温范围、较高的精度，并且可以通过编程设置不同的分辨率。 DS18B20的工作电压范围是3.0V至5.5V，适用于多种供电方式。在寄生供电模式下，数据线同时作为电源和地线使用；而外接供电则需要额外的VDD引脚提供电力供应。DQ引脚用于数字信号输入与输出通信，GND则是电源地。 当利用DS18B20进行温度测量时，正确的接线方式非常重要。从左到右依次为：DQ、GND和VDD。错误的接法可能导致设备无法正常工作甚至损坏。使用51单片机的情况下，在DQ引脚与VDD之间添加4.7K至10K欧姆之间的上拉电阻是必要的。 DS18B20读取温度依赖于一系列特定的ROM指令和RAM指令，其中ROM指令用于识别并选择总线上特定的DS18B20设备（如：33H为读取ROM代码，55H为匹配ROM，F0H为搜索ROM等），而RAM指令则控制温度转换及访问内部存储中的数据。此外，该传感器支持寄生电源和外部供电模式两种方式，并且后者在保证精度与系统稳定性方面更为理想。 DS18B20能够提供最高达12位分辨率的温度读数，但也可以通过设置调整为9位分辨率。其温度值以二进制补码形式存储于内部RAM前两个字节中，其他字节则用于校验和存储转换上下限等信息，在计算时需要考虑数字输出的符号以及负温情况下数值的变化。 DS18B20可以在多点测温系统挂接多个传感器，但不应超过八个以避免总线驱动问题。同时，数据通信会受到电缆长度影响，超出一定距离后可能发生错误传输。为了确保远距离稳定通讯，建议使用带屏蔽的双绞线，并根据需要增加绞合次数来延长通信范围。 在设计基于DS18B20的温度监控系统时，工程师们需合理安排传感器布局和线路布置以保证系统的可靠性和精确度；同时，在开发阶段应充分考虑可能遇到的各种硬件故障及环境干扰因素，确保数据准确性和系统稳定性。由于该设备已被广泛应用于各类工程实践中，并且其稳定性和易用性得到了验证，因此在设计时需要仔细参考官方的数据手册并采取必要的预防措施来正确配置设备参数。