0 引言
　　傳統的溫度檢測大多以熱敏電阻為溫度傳感器，而熱敏電阻的可靠性差，測量溫度準確率低，且必須轉換為數字信號后才能由單片機進行處理，在高精度要求的溫度檢測應用中，熱敏電阻已經被精度高、準確性好的集成溫度采集設備所代替。DS18B20是美國DALLAS半導體公司推出的一種改進型數字溫度傳感器。它在溫度精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面有很大改進，因而被廣泛應用于溫度采集與處理、數字溫度計及各種溫控系統中。本文采用DS18B20設計的溫度測量與顯示系統，可以實時測量并顯示的溫度范圍為-55～125℃。系統可設置溫度上限和溫度下限，當測量溫度高于上限或者低于下限溫度時，系統將發出報警。
　　1 溫度傳感器DS18B20
　　DS18B20是美國DALLAS半導體公司推出的一種改進型智能溫度傳感器，該傳感器的可測溫度范圍為-55～125℃，可編程分辨率為9～12位，對應的可分辨溫度為0．5℃、0．25℃、0．125℃和0．062 5℃。DS18B20的測量輸出為數字信號，并可單線串行發送給CPU，并支持多點組網。DS18B20有3腳和8腳兩種結構，而8腳的結構又有不同的封裝形式，圖1所示是DS18B20的引腳圖。本文采用三極管形狀的3腳DS18B20。
　　事實上，無論是3腳結構還是8腳的結構，DS18B20在實際電路中都只有3個引腳參與連接，即電源（VDD）、地（GND）和信號輸入輸出（DQ）。
　　
　　電路中的單片機采用AT89C52，DS18B20采用外部電源供電方式，其DQ端子與單片機的P3．7相連。采用兩個4連排共陽極數碼管顯示實時溫度，分別用于顯示整數部分和小數部分。數碼管的段選線與單片機的P1口相連，位選線與P2口相連。圖中顯示的正是最高溫度125℃，由于在proteus軟件中DS18B20無法設置小數，所以小數部分只能顯示零了。DS18B20的最高分辨率為0．0625℃，所以理論上應該能顯示4位小數。
　　3 軟件設計
　　本系統的軟件設計主要包括三部分，一是溫度測量部分，二是溫度顯示部分，還有一個是報警部分。
　　DS18B20通過嚴格的單線通信協議來保證數據完整。該協議中定義了復位脈沖、存在脈沖、寫0、寫1、讀0、讀1等幾種信號形式。其中，只有存在脈沖是由總線受控（即DS18B20）發出，其他的全部由總線主控（即單片機）發出。
　　3．1 初始化
　　DS18B20的初始化包括來自單片機的復位脈沖和接下來由DS18B20發出的存在脈沖。其初始化時序圖如圖3所示。
　　當DS18B20響應單片機的復位而發出存在脈沖時，單片機便知道DS18B20在線上并已準備好。單片機發送復位脈沖，即拉低總線至少480 μs，然后單片機釋放總線并進入接收模式。當DS18B20檢測到復位脈沖后，等待15～60 μs，然后發送存在脈沖，即拉低總線60～240μs。由于DS18B20的DQ引腳接了一個上拉電阻，所以，總線的空閑狀態為高電平，存在脈沖結束后，總線自動恢復到高電平狀態。單片機所要做的就是發出復位脈沖并檢測DS18B20的存在脈沖，其參考程序如下：