1-Wire总线测温网络的构建

摘要：本文以1-Wire 器件DS18B20为核心元件，以单片机教学实验仪PHOENIX325为平台，搭建了一套集成度高、扩充空间大的测温网络。该测温网络由4只DS18B20组成，挂接在单片机P1口;软件设计方面，采用二叉树遍历算法，搜索总线上所有家族号为28H的器件，匹配ID号后启动温度转换，将结果送到1-Wire总线上，并对编程思路、1-Wire器件的各种操作作了详细的介绍。

引言

多点测温是重要库所、场站、厂房安全工作的重要环节，多点测温应以实时、精确为原则，在此基础上，电路设计要求尽量简单，程序设计应功能强、效率高，本文采用DS18B20作为核心元件，充分利用该器件分辨率高、所需元件少、宜于组网的特点，以二叉树遍历法为编程算法，构建基于1-Wire总线的测温网络。

方案设计

核心元件的选择
　　测温元件选用Dallas公司出品的DS18B20，与传统热敏电阻不同，DS18B20是1-Wire总线的数字温度传感器，可直接将被测温度转化成串行数字信号供单片机处理，适用于恶劣环境的现场温度测量。

1-Wire器件的特性
　　DS18B20具有以下特性：测温范围-55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃;可由软件设定9～12位分辨率，对应的测量精度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，实现高精度测温;在寄生电源方式下可由数据线供电;独特的单线接口方式，DS18B20在与单片机连接时仅需要一条口线即可实现与单片机的双向通信;支持多点组网，多个DS18B20可以并联在总线上，实现组网测温;测量结果直接输出数字温度信号，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。

电路设计
　　DS18B20供电方式有两种：内部电源和外部电源。采用内部电源供电时，功率由总线提供，此时引脚3接地，引脚2通过上拉电阻接至总线，在总线高电平期间，器件内部的寄生电容充电，总线低电平期间，寄生电容向器件供电;采用外部电源供电时，引脚3接VCC，在温度转换期间总线不用保持高电平，这样在温度转换期间总线上可以进行其他数据往来，本文采用外部电源方式。图1是测温网络电路图。　　

 

除测温电路之外，还有LCD显示、USB通信及电源模块，其功能分别为数据显示、程序下载、系统供电，由于这几部分电路通用性强，参考资料较多，故此处省略。

软件编程

二叉树遍历算法
　　二叉树遍历算法是搜索识别网络中1-Wire器件的编程首选，二叉树遍历算法的要点可归纳为“读2位，写1位”。