项目五 基于DS18B20的数字温度计
5.1.2 温度测试框图 数字式温度传感器测温框图如图5-3所示。
温度是体现环境质量最基本的一个物理量，数字式温度传感器可以将待测温度转换为 数字量，再通过总线将数字量传递给单片机。
单片机的作用是读入数字量，再将数字量温度值还原为实际温度值。 显示器的作用是显示出实际温度值。 从单片机读入数字量至显示实际温度值的全过程，称之为数据处理。数据处理是各种 测试控制系统中共同的、必不可少环节。
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2．应用场合 DS18B20有各种各样的封装形式(即外观)，在实际应用时，可以根据应用场地的环境 选择合适的封装形式。DS18B20常用于以下场合： (1) 冷冻库、粮仓、储罐、机房、电缆线槽等测温和控制领域。 (2) 轴瓦、缸体、空调等狭小空间工业设备测温和控制。 (3) 汽车空调、冰箱、冷柜以及中低温干燥箱等。 (4) 供热、制冷管道、中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制。 【随堂练习5-3】 上网了解DS18B20的各种封装形式。
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【随堂练习5-2】
（1）某数字式温度传感器输出的数字量为10位，用于测量0~10V的电压，试计算其分辨率。
（2）测量同一温度时，分辨率为9位的温度传感器所能感知的最小温度变化
于分辨率为12的温度传感器。（填
大于或小于）
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5.2 DS18B20特点
数字温度计技术指标如下： (1) 温度范围：10～40℃，保留1位小数。 (2) 分辨率：0.1℃。
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项目目标
注意
知识目标 ·了解常用的温度传感器。 ·了解温度测试框图及温度传感器的性能指标。 ·掌握DS18B20的特点、引脚、命令。 ·熟悉DS18B20中ROM与RAM的作用。 ·掌握DS18B20的数据格式，了解其原码与补码。 ·会看DS18B20的时序图。 ·掌握小数的显示方法。 ·掌握数据处理的步骤及方法。
5.5 DS18B20高速缓存RAM 5.6 DS18B20命令 5.7 DS18B20时序图及函数 5.8 数据读取并处பைடு நூலகம்函数 5.9 数字温度计源程序
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项项项项 设计基于DS18B20的数字温度计，编程测量室内或人体等的温度，并在液晶显 示器12864上显示温度值。显示效果如图5-1所示。
热敏电阻是最简单的温度传感器，它的阻值会随温度的变化而变化，是一种模拟式温 度传感器，适用于中、低温测量。
DS18B20与TN9，均为数字式温度传感器。 热敏电阻和DS18B20是接触式的温度传感器；TN9为非接触式的温度传感器。 数字式温度传感器内集成了半导体温度传感器、ADC等电路，因此可以直接将温度转 换为单片机所需的数字量，使用方便，成为温度传感器发展的重要方向，并已逐渐取代模 拟式传感器。 【随堂练习5-1】 上网查看温度传感器的价格，及特殊环境使用的温度传感器。
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1．特点 数字式智能温度传感器DS18B20是单总线器件(1-Wire串行器件)，由DALLAS公司生产， 其抗干扰能力强、精度高。通过DS18B20可以直接将温度转换为微处理器能够处理的数字 量，除此之外，它还具有如下特点 ： (1) 电压范围：+3.0～+5.5 V，并可工作于寄生电源方式(用数据线供电)。 (2) 测温范围：-55～+125℃，在 -10～+85℃时精度为±0.5℃。 (3) 单总线接口方式：DS18B20与微处理器只需要一条连线，就可以实现微处理器与 DS18B20之间的双向通信。 (4) 分辨率可编程设置。DS18B20共有9、10、11、12位四种分辨率，通过编程可改变， 实现高精度测温。 (5) 在使用中不需要任何外围元件。传感元件和ADC转换器集成在一起。 (6) 支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联使用，实现多点组网测温。 (7) 掉电保护功能。由E2PROM存储分辨率及报警温度。 (8) 负压特性。电源极性接反时，DS18B20不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
能力目标 ·认识DS18B20并识别其引脚。 ·正确画出硬件电路图。 ·正确写出数据的原码与补码。 ·能够看懂时序图并编写所需函数。 ·编程在液晶显示器12864显示小数。 ·正确编写数据处理函数。
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5.1 温度测试概述
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5.1.1 温度传感器 传感器是把非电学的物理量转换为电学量的一种组合器件，它是自动控制系统中最前 端的部件。图5-2所示为常用的一些温度传感器的实物图。
微机控制应用技术
目录
项目一 熟悉微机控制系统 项目二 七色发光手电 项目三 LED点阵屏 项目四 无字库LCD液晶显示器12864 项目五 基于DS18B20的数字温度计 项目六 环境测试 项目七 温控直流电机控制系统
项目五 基于DS18B20的数字温度计
项目任务与目标 5.1 温度测试概述 5.2 DS18B20特点 5.3 硬 件 设 计 5.4 DS18B20内部结构
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5.1.3 性能指标 衡量温度传感器性能的指标，常用的有测温范围、精度、分辨率等。 1．测温范围 测温范围是温度传感器最基本的性能指标，与它的使用场合有密切的关系。 2．精度 精度是指温度传感器的读数与实际温度之间的差值，用于衡量数字式温度传感器测温 准确程度。 3．分辨率 分辨率是指数字式温度传感器能识别的最小温度，实际是指数字式温度传感器中ADC 的分辨率。 4．接口 数字式温度传感器一般采用串行接口，常用的有I2C、SPI以及单总线接口。例如， DS18B20采用的是单总线接口，TN9采用的是SPI接口。 5．功耗 DS18B20工作时电流典型值为1 mA，最大也只到1.5 mA，真正做到低功耗。 6．封装 同型号的数字式温度传感器会有各种不同的封装，用户可根据使用场地的环境来选择 合适的封装形式。