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DS18B20的應用電路

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2011-5-12
DS18B20的應用電路 DS18B20測溫係統具有測溫係統簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優點。下麵就是DS18B20幾個不同應用方式下的 測溫電路圖: 5.1、DS18B20寄生電源供電方式電路圖 如下麵圖4所示,在寄生電源供電方式下,DS18B20從單線信號線上汲取能量:在信號線DQ處於高電平期間把能量儲存在內部 電容裏,在信號線處於低電平期間消耗電容上的電能工作,直到高電平到來再給寄生電源(電容)充電。
  獨特的寄生電源方式有三個好處:
  1)進行遠距離測溫時,無需本地電源
  2)可以在沒有常規電源的條件下讀取ROM
  3)電路更加簡潔,僅用一根I/O口實現測溫
  要想使DS18B20進行精確的溫度轉換,I/O線必須保證在溫度轉換期間提供足夠的能量,由 於每個DS18B20在溫度轉換期間工作電流達到1mA,當幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進行多點測溫時,隻靠4.7K上拉電阻就無法提供足夠的 能量,會造成無法轉換溫度或溫度誤差極大。
  因此,圖4電路隻適應於單一溫度傳感器測溫情況下使用,不適宜采用電池供電係統中。並 且工作電源VCC必須保證在5V,當電源電壓下降時,寄生電源能夠汲取的能量也降低,會使溫度誤差變大。
  
  

圖4


  圖4
  5.2、DS18B20寄生電源強上拉供電方式電路圖 改進的寄生電源供電方式如下麵圖5所示,為了使DS18B20在動態轉換周期中獲得足夠的電流供應,當進行溫度轉換或拷貝到 E2存儲器操作時,用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流,在發出任何涉及到拷貝到E2存儲器或啟動溫度轉換的指令後,必須在最 多10μS內把I/O線轉換到強上拉狀態。在強上拉方式下可以解決電流供應不走的問題,因此也適合於多點測溫應用,缺 點就是要多占用一根I/O口線進行強上拉切換。
  
  

圖5


  圖5
  注意:在圖4和圖5寄生電源供電方式中,DS18B20的VDD引腳必須接地
  

  5.3、DS18B20的外部電源供電方式 在外部電源供電方式下,DS18B20工作電源由VDD引腳接入,此時I/O線不需要強上拉,不存在電源電流不足的問題,可以保證 轉換精度,同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器,組成多點測溫係統。注意:在外部供電的方式下,DS18B20的GND引腳不能懸空 ,否則不能轉換溫度,讀取的溫度總是85℃。
  圖6:外部供電方式單點測溫電路
  

圖6


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  圖7:外部供電方式的多點測溫電路圖
  

圖7

外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式,工作穩定可靠,抗幹擾能力強,而且電路也比較簡單,可以開發出穩定可靠的多點溫度 監控係統。站長推薦大家在開發中使用外部電源供電方式,畢竟比寄生電源方式隻多接一根VCC引線。在外接電源方式下, 可以充分發揮DS18B20寬電源電壓範圍的優點,即使電源電壓VCC降到3V時,依然能夠保證溫度量精度。
  6、DS1820使用中注意事項
  DS1820雖然具有測溫係統簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優點,但在實際應用中也應注意以下幾方麵的問題:
  6.1、較小的硬件開銷需要相對複雜的軟件進行補償,由於DS1820與微處理器間采用串行數據傳送,因此 ,在對DS1820進行讀寫編程時,必須嚴格的保證讀寫時序,否則將無法讀取測溫結果。在使用PL/M、C等高級語言進行係統程序設計時,對 DS1820操作部分最好采用匯編語言實現。
  6.2、在DS1820的有關資料中均未提及單總線上所掛DS1820數量問題,容易使人誤認為可以掛任意多個 DS1820,在實際應用中並非如此。當單總線上所掛DS1820超過8個時,就需要解決微處理器的總線驅動問題,這一點在進行多點測溫係統設計時 要加以注意。
  6.3、連接DS1820的總線電纜是有長度限製的。試驗中,當采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時,讀取的 測溫數據將發生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時,正常通訊距離可達150m,當采用每米絞合次數更多的雙絞線帶屏蔽電纜時,正 常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產生畸變造成的。因此,在用DS1820進行長距離測溫係統設計時要充分考 慮總線分布電容和阻抗匹配問題。
  6.4、在DS1820測溫程序設計中,向DS1820發出溫度轉換命令後,程序總要等待DS1820的返回信號,一旦 某個DS1820接觸不好或斷線,當程序讀該DS1820時,將沒有返回信號,程序進入死循環。這一點在進行DS1820硬件連接和軟件設計時也要給予 一定的重視。 測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線,其中一對線接地線與信號線,另一組接VCC和地線,屏蔽層在源端單點接地。
Tags:DS18B20應用電路,DS18B20  
責任編輯:admin
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