基于DS18B20的温室大棚温度检测报警系统

基于DS18B20的温度测试系统设计方案

第１辽宁师专学报４卷第２期Ｖｏｌ．１４Ｎｏ．２

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年月２０１２６　　　Ｊｕｎ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉａｏｎｉｎＴｅａｃｈｅｒｓＣｏｌｌｅｅ２０１２　　　　　　ｇｇ　

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【应用研究】

基于ＤＳ１８Ｂ２０的温室大棚温度检测报警系统

陈　宇

（）锦州师专，辽宁锦州１２１０００

Ｓ１８Ｂ２０与单片微型计算机ＳＴＣ８９Ｃ５１组成的大棚温度检测报警系统，　　摘　要：介绍单总线温度传感器Ｄ

对系统的硬件进行详细阐述，并且给出实现系统运行的Ｃ语言子程序．

关键词：单片微型计算机；ＤＳ１８Ｂ２０；温度报警

（）中图分类号：ＴＰ２７７　　　　文献标识码：Ａ　　　　文章编号：１００８－５６８８２０１２０２－００９１－０２

随着农业产业规模不断扩大，温室大棚数量不断增加，提高大棚产量是大棚经营者的良好愿望，而温

度控制对温室大棚的产量极其重要．传统的温度测量技术耗费人力物力过大，因此亟待改进．本系统采用单片微型计算机ＳＴＣ８９Ｃ５１与ＤＡＬＡＳＳ公司生产的ＤＳ１８Ｂ２０型温度传感器，对温室大棚室内温度进行监测，具有显示精确、组态简单的特点，大幅度提高了测量精度，节省了人力物力，适宜批量化生产

．１　系统的整体设计

温室大棚检测报警系统以ＳＴＣ８９Ｃ５１单片机为核心，采用ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器，使用数码管进行动态显示，并可设定适宜农作物生长的温度浮动范围，当温室大棚室温低于或超过指定温度范围时，蜂鸣器与ＬＥＤ灯

报警．在检测中，也可对多个取样点进行分析，由单片机控制各温度传感器分别单独进行采样，采样数据返回单片机，经处理并且显示后进行温度比较．系统设计框图如图１所示．２　硬件电路设计

单片机ＳＴＣ８９Ｃ５１通过Ｐ２．７口对ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器进行初始化操作，而后控制温度传感器进行采样，采样数据再由Ｐ２．７口返回，单片机经一系列数据转换处理后，从Ｐ１口输出数据，通过数码管显示．本系统中采用４个８位共阳极数码管进行显示，其中第一位显示为当前温度正负号，第二、三、四位分别显示该传感器所测出温度的十位、个位和小数位数值．最终温度值与事先设定的温度进行比较：当温度大于设定温度上限时，单片机Ｐ２．１口控制蜂鸣器发出高频报警声，Ｐ１．０口控制ＬＥＤ红灯闪烁；当温度小于设定温度下限时，蜂鸣器发出低频报警声，Ｐ１．１控制ＬＥＤ绿灯闪烁报警．系统硬件电路原理图见图２．３　ＤＳ１８Ｂ２０的初始化以及操作

）单总线”温度传感器，满足单总线（通信协议，ＤＳ１８Ｂ２０为美国ＤＡＬＬＡＳ公司生产的“１－ｗｉｒｅｂｕｓ仅需要一条口线就能与单片机进行数据传输以及指令的执行，测温范围广且精确，每片ＤＳ１８Ｂ２０传感器具有唯一６４位光刻ＲＯＭ序列号，可将多个传感器同时挂在单一口线上，读写不同点温度时，先读取需测点传感器的ＲＯＭ序列号，确定传感器后再进行温度转换操作．３．１　初始化ＤＳ１８Ｂ２０

，然后释放总线进入接受信息状态，当单片机Ｐ２．７口发出复位脉冲（４８０μｓ６０μｓ的低电平信号）～９

，接着发出存在脉冲（）低电平持续６ＤＳ１８Ｂ２０检测到总线的上升沿后，等待１５μｓ０μｓ０μｓ４０μｓ．～６～２３．２　写ＤＳ１８Ｂ２０

单片机Ｐ２．７口从高电平拉至低电平时产生写时隙，在１５μｓ内应将所需写的位送至Ｐ２．７上，同时ＤＳ１８Ｂ２０会对总线进行采样，若为低电平，写入为０，若为高电平，写入为１．

收稿日期：２０１２—０３—２２

，女，辽宁锦州市人，助教，主要从事计算机教育方面研究．作者简介：陈宇（１９８３－）

基于DS18B20的温度测试系统设计方案

９２　辽宁师专学报２０１２年第２

期

３．３　读ＤＳ１８Ｂ２０

当单片机发出读时序时，ＤＳ１８Ｂ２０可发送数据到单片机，所有读时序必须持续６０μｓ以上，每个时序之间有１μｓ的恢复时间．单片机将总线从高电平拉至低电平时，至少在１μｓ内拉高总线，此时产生读时隙，并且在１５μｓ之内读完１２位数据．ＯＭ操作指令３．４　存储器以及Ｒ

指令　　　　　　　代码

［写暂存存储器４ＥＨ］［读暂存存储器ＢＥＨ］［复制暂存存储器４８Ｈ］［温度转换４４Ｈ］４　系统软件编程

，因此在编写延时本系统软件采用Ｃ语言进行程序编写，由于该单片机采用的晶振为１１．０５９２ＭＨｚ　

语句时不能像汇编语言那样精确，本文采用自减循环语句，并且对循环语句进行了多次检验校正，得到精确延时数据，从而使对时序的操作能完全满足单总线要求．

）／／１ｏｉｄｄｓｒｅｓｅｔ（ｖｏｉｄ８Ｂ２０复位，初始化函数　　ｖ　

｛；ＤｕｉｎｔｉＳ＝０；ｉ＝１０３；ｗｈｉｌｅ（ｉｉ－－；ＤＳ＝　＞０））１；ｉ＝４；ｗｈｉｌｅ（ｉｉ－－；｝＞０

）／／对Ｄｕｃｈａｒｒｅａｄｂｔｅ（Ｓ１８Ｂ２０进行读１字节操作　ｙ

｛，；；；；；ｕｃｈａｒｉｚｆｏｒ（ｉ＝０ｉ８ｉ＋＋）｛ｄｓ＝０ｚ１　＜＞＞＝；）；）；｝ｄｓ＝１ｉｆ（ｄｓｚ＝ｚ０ｘ８０ｄｅｌａ４｜ｙ（

指令　　　　　　　代码

［ＲＯＭ３３Ｈ］［匹配ＲＯＭ５５Ｈ］［跳过ＲＯＭＣＣＨ］［搜索ＲＯＭＦ０Ｈ］

（下转１０７页）

基于DS18B20的温度测试系统设计方案

辜　慧

花球啦啦操干预女大学生体质的实验研究１０７　

Ｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆ　　　　ｐ

ｃｈｅｅｒｌｅａｄｉｎｏｎｔｈｅｂｏｄｓｈａｅｏｆｆｅｍａｌｅｃｏｌｌｅｅｓｔｕｄｅｎｔｓｂｏｕｕｅｔ　　　　　　　ｇｙｐｇｑ　　

ＧＵ　Ｈｕｉ

（）ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｒｔｓＳｃｉｅｎｃｅｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈｅｎｄｕｉｃｈｕａｎ１００００　　　　　　　　Ｓ　６ｐｇｙｇ　：Ａｂｓｔｒａｃｔｃｃｏｒｄｉｎｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｂｏｕｕｅｔｃｈｅｅｒｌｅａｄｉｎｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｅｘｅｒｃｉｓｅｏｎｔｈｅ　　Ａ　　　　　　　　　ｇｑｇ　　

ｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｏｕａｎｄｃｏｍａｒｅｄｗｉｔｈａｃｏｎｔｒｏｌｒｏｕｔｈｉｓａｅｒａｉｍｓｔｏｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｂｏｕｕｅｔ　　　　　　　　　　　　　　ｐｑｐｇｐ，ｇｐ，ｐｐｐ

ｏｎｆｅｍａｌｅｃｏｌｌｅｅｓｔｕｄｅｎｔｓｗｈｉｃｈｃａｎｔｈｅｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｂｏｕｕｅｔｃｈｅｅｒｌｅａｄｉｎｒｏｖｉｄｅ　　　　　　　　　　　　ｇｐｑｇｐ　

ｃｈｅｅｒｌｅａｄｉｎｏｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｏｆｎａｔｉｏｎａｌｃｏｌｌｅｅｓａｎｄｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅ　　　　　　　　　　　ｇｐｐｇ　ｂｏｕｕｅｔｃｈｅｅｒｌｅａｄｉｎｃａｎａａｒｅｎｔｌｉｍｒｏｖｅｔｈｅｈｓｉｕｅａｎｄｈｓｉｃａｌｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆｆｅｍａｌｅｃｏｌｌｅｅ　　　　　　　　　　ｑｇｐｐｙｐｐｙｑｐｙｇ　　

，ｓｔｕｄｅｎｔｓａｎｄｉｔｉｓｗｏｒｔｈｓｒｅａｄｉｎ．　　　　ｐｇ

：；；；ｃＫｅＷｏｒｄｓｂｏｕｕｅｔｃｈｅｅｒｌｅａｄｉｎｒｏｕｔｉｎｅａｒｒａｎｅｍｅｎｔｆｅｍａｌｅｃｏｌｌｅｅｓｔｕｄｅｎｔｓｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ　　　　ｑｇｇｇｙ　

（审稿人　刘国忠，责任编辑　于　海）

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（上接９２页）

；｝ｅｔｕｒｎｚ　　ｒ　

）／／对Ｄｖｏｉｄｗｒｉｔｅｂｔｅ（ｕｃｈａｒｚＳ１８Ｂ２０进行写１字节操作　　ｙ

｛，ｋ；ｕｃｈａｒｉｆｏｒ（ｉ＝０；ｉｉ＋＋）｛ｋ＝ｚ＆０ｘ０１；　＜８；）；ｄ；ｄ）；ｄｓ＝０；ｄｅｌａ０ｓ＝ｋｅｌａ４ｚｓ＝１；｝＞＞＝１；ｄｙ（ｙ（

）；｝ｄｅｌａ４ｙ（

）／／温度转换并且读取ｕｉｎｔｒｅａｄｔｅｍ（　

｛，ｂ；ｕ；ｆ；）；ｄｕｃｈａｒａｉｎｔｔｅｍｌｏａｔｔｔｉｎｉｔ（ｅｌａ１ｍｓ　　　ｐｙ（）；ｗ）；ｗ）；１ｒｉｔｅｂｔｅ（０ｘｃｃｒｉｔｅｂｔｅ（０ｘ４４ｙｙ

；ｉ；ｄ；ｗｄｅｌａ１ｍｓ（１０）ｎｉｔ（）ｅｌａ１ｍｓ（１）ｒｉｔｅｂｔｅｙｙｙ（）；ｗ）；ａ）；０ｘｃｃｒｉｔｅｂｔｅ（０ｘｂｅ＝ｒｅａｄｂｔｅ（ｙｙ）；；ｂ＝ｒｅａｄｂｔｅ（ｔｅｍ＝ｂｔｅｍｔｅｍｅｍｙｐｐ＜＜＝８；ｐ＝ｔｐ；ｔｔ＝ｔｅｍ６２５；ｔｅｍ＝ｔｔ０＋０．５；｜ａ＊０．０＊１ｐｐ；｝ｒｅｔｕｒｎｔｅｍ　ｐ

）／／温度显示程序ｖｏｉｄｄｉｓｌａｕｉｎｔｔｅｍ　　ｐｙ（ｐ

｛ｕ，Ａ；ｓ／ｃｈａｒＡ１，Ａ２，Ａ２ｔ３，ｓｅｒｅｒ＝ｔｅｍ１０；　ｐ；Ａ／／ＳＢＵＦ＝ｓｅｒ１＝ｔｅｍ１００；Ａ２ｔ＝ｔｅｍ％１００；Ａ２＝Ａ２ｔｐｐ１０；Ａ３＝Ａ２ｔ％１０；

］；／／显示十位温度ｄｕｌａ＝０；Ｐ１＝ｔａｂｌｅ［Ａ１

；ｗｄｕｌａ＝１；ｄｕｌａ＝０；ｗｅｌａ＝０；Ｐ１＝０ｘ７ｅｅｌａ＝１；ｗｅｌａ）；ｄ＝０；ｄｅｌａ１ｕｌａ＝０；ｙ（

］；／／显示个位温度Ｐ１＝ｔａｂｌｅ１［Ａ２

；ｗｄｕｌａ＝１；ｄｕｌａ＝０；ｗｅｌａ＝０；Ｐ１＝０ｘ７ｄｅｌａ＝１；）；ｗｅｌａ＝０；ｄｅｌａ１ｙ（］；／／显示小数点位温度Ｐ１＝ｔａｂｌｅ［Ａ３；ｗｄｕｌａ＝１；ｄｕｌａ＝０；Ｐ１＝０ｘ７ｂｅｌａ＝１；ｗｅｌａ＝０；

）；｝ｄｅｌａ１ｙ（

５　结语

本系统中ＤＳ１８Ｂ２０检测温度适用范围为－５５℃～＋１２５℃，精确度高，因此能完全满足温室大棚的

测量要求．单片机在读取温度数据后进行显示，并且与预先设定的上下限温度值进行比较，当温度超出农作物生长适宜温度时，单片机控制蜂鸣器和ＬＥＤ灯闪烁报警．使用者只需要将电源打开就能精确观察到温室大棚的温度情况，在报警后可对温室大棚温度进行调节，大大节省了人力物力，提高了生产效率．

Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｏｒｔｉｎｓｓｔｅｍｏｆ　　　　ｐｇｙ　

ｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎＤＳ１８Ｂ２０ｒｅｅｎｈｏｕｓｅ　　　　ｐｇ

ＣＨＥＮ　Ｙｕ

（，）ＪｉｎｚｈｏｕＴｅａｃｈｅｒｓＣｏｌｌｅｅＬｉａｏｎｉｎｉｎｚｈｏｕ２１０００　　　１ｇｇ　Ｊ

：ｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｉｓａｅｒｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅａｓｈｅｌｔｅｒｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｔｅｓｔｉｎａｌａｒｍｓｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｏｓｅｄｂ　　Ａ　　　　　　　　　　　　ｐｐｐｇｙｐｙ　

ｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒＤＳ１８Ｂ２０ａｎｄｓｉｎｌｅｃｈｉｃｏｍｕｔｅｒＳＴＣ８９Ｃ５１．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｓｔｅｍｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　　　　　　　　　　　ｐｇｐｐｙ　

，ｉｎｄｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅｓｓｔｅｍｏｆｔｈｅＣｌａｎｕａｅｉｍｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｓａｌｓｏｒｅｓｅｎｔｅｄ．　　　　　　　　　　　ｙｇｇｐｐ

：；ＤＫｅＷｏｒｄｓｓｉｎｌｅｃｈｉｍｉｃｒｏｃｏｍｕｔｅｒＳ１８Ｂ２０；ｔｅｍｅｒａｔｕｒｅａｌａｒｍ　　ｇｐｐｐｙ　　

（审稿人　陈国明，责任编辑　于　海）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qrti.html