一种快速查询多点DS18B20温度的方法.doc

【DS18B20温度传感器介绍】 DS18B20是一款由Dallas Semiconductor（现Maxim Integrated）公司开发的高性能数字温度传感器。它具备一线制（1-Wire）通信协议，能够在一条单线上实现数据的双向传输，极大地简化了硬件连接。这款传感器能直接输出被测温度的数字信号，并允许用户通过编程设置9到12位的分辨率，提供快速的温度转换，最短可在750毫秒内将温度转换为12位数字值。DS18B20的封装形式通常包括GND（接地）、DQ（一线制总线，既是输入也是输出）和VD（供电电源）三部分。 【传统一线制总线的挑战】 在多点温度监测系统中，通常会在一线制总线上串联多个DS18B20传感器。然而，这种连接方式在进行温度查询时速度较慢。例如，当需要对8个DS18B20进行查询时，按照标准的13步操作流程，大约需要8秒钟，还不包括系统初始化时对器件序列号的识别时间。这是因为一线制总线的通信方式决定了每次操作涉及的数据位数越多，所需时间就越长。此外，严格的时序要求意味着在每次读写过程中，MCU必须保持空闲以确保时间准确性。 【序列号匹配和操作时序】 每个DS18B20都有一个64位的ROM序列号，这是区分总线上不同器件的关键。在进行任何操作之前，都必须先匹配ROM序列号，这个过程大约需要4毫秒。因此，完整地读取或测量一个器件的温度需要进行两次匹配，总计约8毫秒。对于多个串联的DS18B20，逐个进行序列号匹配和温度查询会导致显著的延迟。 【快速查询多点温度的方法】 为了解决上述问题，北京铭正同创科技有限公司提出了一个新的解决方案。他们建议将每个DS18B20并行连接到独立的并行端口上，从而可以同时对多个传感器进行操作，大大提高了查询速度。这种方法特别适用于实时性要求高的工业控制和仪器仪表领域，能够显著提高系统性能，减少因延时造成的效率损失。 总结来说，DS18B20是一种广泛应用的数字温度传感器，但其一线制总线的特性在多点查询时存在速度瓶颈。通过并行连接多个DS18B20，可以有效地解决这一问题，实现快速的多点温度测量，这对于工业自动化和监测系统的设计至关重要。