DS18B20溫度采集基本流程：單片機發出復位脈沖，當信號線上的DS18B20發出存在脈沖后，即完成DS18B20的初始化工作；單片機檢測到存在脈沖，便發起ROM操作命令；發送內存操作指令，啟動DS18B20溫度轉換；延時2μs等待溫度轉換完成；發出匹配ROM命令后緊接著發送片內ROM序列號；讀取序列號對應的DS18B20暫存器，從而讀出溫度值；讀完一個DS18B20溫度值后，接著轉向下一個DS18B20的操作。這樣的操作循環進行，從而完成對所有DS18B20溫度值的讀取。溫度采集基本流程圖[1]如圖4所示。

DS18B20作為智能集成溫度傳感器，其智能化實現要以高質量代碼作保障。因為讀取每一個DS18B20都需要匹配序列號，復位、讀、寫操作都需要針對不同的I/O口，所以，16片DS18B20經單片機8個I/O口接入，需要定義對應8個I/O口的變量：18b20_0~18b20_7、18b20_0定義語句表示如下：“sbit 18b20_0=P1^0;”；需要定義8個復位(初始化)函數：void re18b20_0()~void re18b20_7()；需要定義8個寫函數：void wr18b20_0(uchar ml)~void wr18b20_7(uchar ml)；需要定義8個讀函數：void rd18b20_0()~void rd18b20_7()。對于單個I/O口(如P1.0)，單片機在發送溫度轉換命令后，發送匹配命令wr18b20_0(0x55)；連續調用8次寫函數發送序列號；發送讀溫度暫存器命令wr18b20_0(0xbe)；調用讀函數rd18b20_0()讀取溫度低8 bit；經溫度轉換函數處理后，將溫度整數部分保存在wd[0]，小數部分保存到wd[1]。讀取另外一片DS18B20，其溫度值的整數和小數部分分別保存到wd[2]、wd[3]。讀取P1.1端口，溫度讀取過程相同。所有傳感器的溫度值都保存到wd數組中，最后由單片機AT89S52按照Modbus協議發送給上位機。

3.2 程序編寫需要注意以下幾點

(1)單片機采用C51編程，代碼功能模塊清晰，可讀性強。從本應用狀況來看，其實時性能得到保證，因此，匯編語言不一定是最好的選擇。

(2)空調檢測系統所采集的溫度均在0℃以上，并且上位機軟件可以實現溫度報警功能，因此，讀函數讀取RAM寄存器只需讀取前兩個字節。

(3)單片機和上位機軟件通信采用Modbus協議的RTU模式，因此，溫度轉換函數實現的功能就是將溫度低字節轉化為十六進制數據，并保存到數組里。

4 應用分析

空調檢測是在一個溫濕度變化復雜、干擾源多的空調檢測房里進行，空調檢測系統包括1#~6#工作站，每個工作站均配有5臺標準室內機。定頻、變頻一拖一、一拖多等機型的室外機由生產線運送到各站臺，電源線、信號線等連接完畢后，即可掃描條碼進行檢測。檢測過程中，上位機軟件能實時檢測溫度、壓力等參數，檢測完畢，系統自動存儲各種數據，如果參數不合格，則發出報警信號。

基于空調檢測環境溫濕度變化復雜的現場狀況，數字溫度傳感器DS18B20需要采用不銹鋼外殼封裝，以達到防水防潮目的。DS18B20溫度采集點主要分布在室內標準機的進風口、出風口和盤管。測量壓縮機排氣管溫度時，不銹鋼封裝的DS18B20需要嵌入固定到金屬夾里面，通過這樣測量方式得到的是排氣管表面溫度，需要利用上位機軟件進行必要的數據處理，才能得到排氣管的實際溫度。

上位機監控軟件采用模塊化設計，軟件分為數據通信、數據采集、數據顯示、數據管理、用戶管理模塊，并將各模塊的實現代碼封裝成模塊和類模塊。需要注意的是：為了方便對DS18B20數字溫度傳感器進行安裝、測試和維護，監控軟件應該有針對連接溫度傳感器的I/O端口，以及I/O端口上的溫度傳感器的測試界面。上位機監控界面溫度顯示區如圖5所示，圖中顯示的是某機型在制冷期間某時刻溫度值，圖中排氣溫度1和排氣溫度2為壓縮機管溫。

采用DS18B20的溫度采集模塊已應用到某大型空調生產廠的空調檢測系統中，溫度采集的準確性和實時性均滿足系統的要求。數字溫度傳感器DS18B20和單片機AT89S52組成的溫度采集模塊，能同時滿足成本和技術的要求，對組建多點溫度采集網絡具有一定的借鑒意義。

參考文獻