51单片机实现单线多点连接DS18B20传感器

简介：
本项目介绍如何利用51单片机通过单总线协议控制多个DS18B20温度传感器进行数据采集和传输，适用于环境监测等应用。 在电子工程领域内，51单片机因其简单易用性和丰富的资源而被广泛使用。本教程将深入探讨如何利用51单片机与DS18B20传感器实现温度测量功能的单线多点挂接。 DS18B20是由Dallas Semiconductor（现Maxim Integrated）生产的数字温度传感器，它的一个显著特点是采用了单线接口技术，在单一数据线上可以连接多个设备。这简化了硬件设计，并提高了系统的可靠性和成本效益。 为了与DS18B20通信，首先需要了解51单片机的IO口操作方式。每个引脚都可以配置为输入或输出模式以控制电平状态。在使用时，我们选取一个IO口作为数据线来发送命令和接收传感器返回的数据。 DS18B20遵循Dallas One-Wire协议进行通信，这是一种主从式通讯机制，其中51单片机为主设备向多个从属的DS18B20发出指令并读取响应。实现这一过程需要精确控制IO口电平变化的时间以确保数据传输正确无误。 STC15系列的高速低功耗1T架构单片机是增强型的51单片机，特别适合实时性要求高的应用场合。每个DS18B20传感器都有一个独特的64位序列号，这使得主控器可以通过发送特定命令来识别和读取各个设备的数据。 在编程实现中，首先需要编写初始化函数以配置IO口并设定初始时序；接着是通信功能的开发，包括向单线总线上写入指令以及从传感器接收数据。这些操作通常涉及到拉高或拉低数据线电平，并根据DS18B20定义的时间间隔进行相应的读取和等待。 实际应用中，可能需要对每个DS18B20设置温度转换分辨率（例如9、10、11或12位），这会影响测量精度与响应时间。完成一次完整的温度采集后，通过访问传感器的存储寄存器获取当前环境下的真实温度值。需要注意的是，这些数据是以补码形式保存在DS18B20中的。 要实现多点挂接功能，则需要对每个连接的DS18B20单独寻址并读取其测量结果。这样就能用一台51单片机同时管理多个传感器，并构建起一个分布式温度监控系统，适用于环境监测和工业自动化等领域的需求。 综上所述，利用51单片机与DS18B20实现的单线多点挂接项目是一个结合了硬件设计及软件编程技巧的应用实例。通过掌握51单片机IO操作、熟悉Dallas One-Wire协议以及应用STC15系列等高性能微控制器特性，可以建立高效可靠的温度监测系统，并在实际工程中广泛应用。