河南理工大学毕业设计（论文）说明书
图3-3 电源部分连线图
3.3多点测量电路设计
本部分的设计主要有两个方面：读序列号电路部分的设计和挂接三个DS18B20进行温度测量时的电路设计。
3.3.1.读序列号电路的设计
每片DS18B20含有唯一的硅串行数，因此在一条总线上可挂接多个DS18B20芯片。从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息，仅需要一根口线（单线接口）。新买来的DS18B20温度传感器一般没有直接给出序列号，需要我们另外设计读序列号的电路来读取其序列号。读序列号的电路示意图如图3-4所示。
VCC单片机4.7KDS18B20VCC
图3-4 读序列号电路设计图
3.3.2.温度测量电路的设计
由于DS18B20有两种不同的供电方式，即寄生电源供电和外接电源供电，因此基于DS18B20的测量电路就有两种连接方式。
（1）寄生电源供电时
在DS18B20内部温度转换时，为DQ线上提供很强的上拉，采用电力MOSFET直 接给DS18B20供电，这种供电方式有两种好处：①进行远距离测温时，无需本地电 源；②可以在没有常规电源的条件下读ROM。采用这种供电方式时 VDD必须接地，具体电路如图3-5。
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+5VDS18B20单片机+5V4.7KGNDVDDDQ
图3-5 DS18B20寄生电源供电方式
（2）外接电源供电时
在两种供电方式中，外接电源供电使用得较为普遍，它是将外部电源直接接到DS18B20的引脚VDD上，以便在单片机的一个I/O口上就可同时挂接多个DS18B20芯片。
本设计就是采用外电源向 DS18B20 供电，如图3-6所示。这种方式的优点是在 I/O 线上不要求强的上拉。总线上主机不需向上连接便在温度变换期间使线保持高电平。这就允许在变换时间内其它数据在单线上传送。此外，在单线总线上可以放置多个DS18B20 ，而且如果它们都使用外部电源，可以同时完成温度变换。注意只要外部电源处于工作状态 ，GND（地）引脚不可悬空。
该设计方式是 DS18B20 最佳的上电工作方式，其工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单，更方便开发出稳定可靠的多点温度控制系统。在外接电源方式下，也可以充分发挥 DS18B20的宽电源、电压范围的优点，即使电源电压 VCC 降到3V时，它依然能够保证温度量精度。
图3-6 温度测量电路图
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3.3.3 DS18B20使用中注意事项
DS18B20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题：
(1) 较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS18B20与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对DS18B20进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时，对DS18B20操作部分最好采用C语言实现。
(2) 在DS18B20的有关资料中均未提及单总线上所挂DS18B20数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS18B20，在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS18B20超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。
(3) 连接DS18B20的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用DS18B20进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。
(4) 在DS18B20测温程序设计中，向DS18B20发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20的返回信号，一旦某个DS18B20接触不好或断线，当程序读该DS18B20时，将没有返回信号，程序进入死循环。这一点在进行DS18B20硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。
测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。
3.4显示和键盘电路设计
3.4.1显示和键盘电路图
显示和键盘电路如图3-7所示：
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3.4.2显示部分设计
器。共阳极七段LED显示器的管脚如图3-8所示：
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图3-7 显示和键盘电路
个4位的数码管，分别显示设定温度和三点温度采集的平均温度。
可以驱动LED显示。另外74LS373的输出接上拉电阻，帮助驱动显示器。系统中采用两
LED显示器是由发光二极管显示子段组成的显示器件。在单片机系统中通常使用的
是七段LED显示器，这种显示器有共阴极共阳极两种，在这次设计中选用阳极LED显示
本系统中本系统采用的是共阳极LED显示器，位选应接高电平， P2口输出的段选
信号，通过74LS373芯片接LED段码引脚，74LS373的高电平输出电流在15毫安左右，
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