<![endif]> 1、DS1820的测温原理
DS1820测温原理如图1所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1，而高温度系数晶振的振荡频率随温度变化明显，它产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55°C所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1
，计数器1的预置值重新装入，并再次对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数减到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图1中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。
2、DS1820的基本操作指令
DS1820的操作指令分为ROM操作命令和存储器操作命令。
（1）、ROM操作命令及其含义
Read
ROM指令代码（33h）：如果只有一片DS1820，可用此命令读出其序列号，若在线DS1820多于一个，将发生冲突。
Match
ROM指令代码（55h）：多个DS1820在线时，可用此命令匹配一个给定序列号的DS1820，此后的命令就针对该DS1820。
Skip
ROM指令代码（CCh）：此命令执行后的存储器操作将针对在线的所有DS1820。
Search
ROM指令代码（F0h）：用以读出在线的DS1820的序列号。
Alarm
Search指令代码（ECh）：当温度值高于TH或低于TL中的数值时，此命令可以读出报警的DS1820。
（2）、存储器操作指令代码及其含义
Write
Scratchpad指令代码（4Eh）：写两个字节的数据到温度寄存器。
Read
Scratchpad指令代码（BEh）：读取温度寄存器的温度值。
Copy
Scratchpad指令代码（48h）：将温度寄存器的数值拷贝到EERAM中，保证温度值不丢失。
Convert
T指令代码（44h）：启动在线DS1280做温度A/D转换。
Recall
E2指令代码（B8h）：将EERAM中的数值拷贝到温度寄存器中。
Read
Power Supply指令代码（B4h）：在本命令送到DS1280之后的每一个读数据间隙，指出电源模式：“0”为寄生电源；“1”为外部电源。
3、温度测量的步骤
(1).
Read
ROM（33
h），每次对DS1820进行操作之前都要对它进行初始化，主要目的在于确定传感器已经连接到单总线上。
(2).
Search
ROM（F0h），这条指令使处理器用排除的方法去辨别总线上的DS1820。
(3).
Match
ROM（55h），只有准确的符合64位ROM序列的DS1820才能响应其后的指令，当然，单点测温时可以使用Skip
ROM（CCh）指令来跳过这一步。
(4).
Convert
T（44h），发完指令后应查询总线上的电平，当电平位高时温度转换完成。
(5).
Read
Scratchpad（BEh），将读指令发出后，就可从总线上读得表示温度的2字节二进制数。
三、温度测量范例
<![endif]> 如图2所示，测温系统的硬件配置为：处理器采用Neuron芯片TMPN3150B1F，片内包括E2PROM和RAM，外接ROM，使用MC14489辅助显示，温度传感器为DS1820，可以看出测温部分的线路是非常简单的。系统软件采用Neuron
C编写，Node
Builder调试。
程序中对DS1820的操作主要有下面几个步骤：
(1) 初始化；
(2) 查找DS1820
；
(3) 匹配DS1820；
(4) 发送温度转换指令；
(5) 读取温度值。
为实现测温和显示功能，程序中定义了触摸对
象temp、位输出对象boutput、同步全双工串行通信对象display_pin并且令它工作在主控方式下，以及内部定时器sample_timer和数据存储单元。
元器件的初始化程序：
void
display_config(unsigned int config_data) //初始化温度显示子程序
{
io_out(display_pin,&config_data,8);
}
...
when(reset)
{
io_out(boutput,1);
//初始化DS1820
display_config(0xc1);
//初始化MC14489
...
}
单点温度测量，使用Skip
ROM指令跳过Match
ROM指令直接发送温度转换指令：
if(var[0]==1)
{
touch_byte(temp,0x0cc);
touch_byte(temp,0x44);
...
}
把存储器中的数字值读入到数据存储单元中：
if(var[0]==1)
{
touch_byte(temp,0x0cc);
touch_byte(temp,0x0be);
io_in(temp,temp_result,64);
...
}
若需要进行多个点的温度测量，进行crc校验
for(i=0;i<=7;i++)
crc_data=crc8(crc_data,id_data[i]);
if(crc_data==id_data[7])
{
...
}
1、DS1820使用中注意事项
DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用处理器I/O端口少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题：
(1).
较小的硬件开销意味着相对复杂的软件补偿，DS1820与处理器间采用串行的数据通信，因此在进行软件设计时尤其是设计汇编程序时要要注意I/O的时序。
(2).
虽然DS1820支持寄生电源工作方式，但是当总线上所挂DS1820超过8个时，最好不采用寄生电源的供电方式，而采用电源直接供电的方式，以保证温度测量的可靠性。
(3).
当向传感器发出温度转换指令后，处理器还要等待DS1820的返回信号，一旦某个元件接触不好或断线，就很容易造成没有返回信号，程序会进入死循环，所以在进行硬件连接和软件设计时要格外注意。
(4).
这个例子中给出的测量方法的误差在±0.5°C，但通过数字处理的方法可以将DS1820的测量误差降低到±0.1°C或±0.01°C，文献[3]中对此有详细的论述。
(5).
DS18B20、DS1822也是单总线器件，温度输出为9～12位，DS18B20的量程为-55°C～+125°C，在-10°C～+85°C范围内,精度为±0.5°C；DS1822的精度较差为±2°C，在器件选型时应注意。
四、结论
使用DS1820的测温系统电路简单，应用方便灵活，在常温测量中有较大优势，与Lon
Works 现场总线结合应用前景更加广阔，如在工业过程、空调系统、智能楼宇等领域的温度测量会有广泛的应用。
参考文献
[1] 阳宪惠.现场总线技术及其应用[M].北京：清华大学出版社，1999
[2] 杨育红.LON网络控制技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，1999
[3]
Dallas
Semiconductor公司
DS1820
技术资料
Temperature
Measurement Using DS1820 Based on Lon Works
System
Abstract:
A method of single-point temperature measurement using the device of DS1820-
1-Wire digital thermometer, is introduced in this article. An example based on
the control system of Lon Works
field bus is also given. And a method for multidrop application follows. The
example can be popularized in other appropriate temperature control
systems.
Key
words:
temperature measurement; Lon Works field bus;
DS1820
作者简介
高剑鸣：北方工业大学
现场总线实验室硕士研究生。
通信地址：北京市石景山区北方工业大学研2000#（100041）。
电话：010-68839570
13671159010
王劲松：北方工业大学现场总线实验室硕士研究生。
通信地址：北方工业大学
研2000＃信箱
邮编：100041
Tel:010-68839372