变电站测温使用数字温度传感器DS18B20

气温作为一项最基本的环境参数，与人们的生活、工农业生产密切相关，电力供应离不开温度测量。断路器是液压操纵机构的重要设备，保证断路器液压操纵机构油路的正常运行对于保证电网安全至关重要。断路器在环境温度降低到一定程度后，油路流动会受到影响，液压油粘度增加对油路流动不利，影响断路器的工作性能。通常这种装置会显示出当时的温度值。温度上升或下降至规定温度时，该设备立即主动安全关闭或开启加热设备，避免出现故障，是变电站不能短少的保护设备。所以探讨温度丈量方法及丈量设备在实际生产中具有重要意义。

测量温度的关键在于温度传感器。随着传感器技术的飞速发展，传感器已经进入了第三代数字传感器。选择了DS18B20作为中国ic数据网本温度测量系统的传感器。

而DALLAS半导体公司生产的DS18B20是新一代的总线温度传感器，它是与微处理器配套的智能温度传感器，具有体积小，精度高，接口方便，传输间隔长等特点。在工业、农业、军事等操纵仪器和测量控制系统中得到广泛应用。

二DS18B20系列介绍。

1.DS18B20的若干特点：

A.DS18B20由于选择了单总线技能，因此可以通过串行口线或其他I/O口线直接与微型计算机连接的传感器输出所测温度值(二进制数字)。

(b)丈量的温度范围是：-55℃——+125℃；

测量分辨率为0.0625摄氏度，是其它传感器所不能相比的。

图片1DS18B20外型与管脚。

(d)内含64位只读存储器ROM(出厂序列号，对应于每个设备的唯一序列号)，又又RAM存储温度转换值和符号。

用户可以单独为每一种设备设定温度上、下限。

(f)包含寄生电源。

2.DS18b20结构：

a64位光刻ROM，可被视为DS18B20的地址序列号，见表一。

第一张

高速暂存器RAM占总内存的0,1两个单元：

第二张。

在两个8位RAM中，寄存二进制数，高5位是符号位，如果温度大于0OC，且5位为0，则测到的数值乘以0.0625，就得到实际的温度值；如果温度小于0OC，且5位为1，测到的数值需要取反加1，再乘以0.0625，就得到实际的温度值。

(c)九种寄存器的名称和作用：

第三张

3DS18B20的操纵方法

执行操作指令后DS18B20就完成了操作，并根据DS18B20的通信协议编写了操纵程序。MCU与DS18B20进行数据交换，CPU按照单总线协议在总线上进行复位时序和读写时序完成。其中还含有复位脉冲、呼应脉冲、读写时序，只要呼应脉冲为DS18B20，就有单片机宣布。时间安排的具体要求如下：

(1)复位脉冲：单片机在宣布了宽480—960μs的负脉冲之后，又宣布了5—60μs的正脉冲，此时DS18B20将宣布一个宽60—240μs的应答脉冲，完成复位时序。即应答阶段。

写时刻片：写一位二进制信息，周期至少为61μS，在恢复时刻中包含1μS，在单片机启动写程序15~60μs时DS18B20主动采样数据线，低电平为“0”，高电平为“1”。单片机写“0”时，要保持低电平60—120μs，写“1”时，要在启动后15μs内将数据线转换为高电平。

读时刻片：读一位二进制数据，周期和恢复时刻的要求与写时刻片相同。在开始读取时序之后，单片机至少保持1μs低电平，然后读取数据，直到接近开始读取15μs。低水平是“0”，高水平是“1”。

图2.初始时间顺序。

图3读写时序。

(4)执行ROM操作指令：

ROM操作指令中，有两个指令是专门用来获得传感器序列号的：读取ROM指令(33H)和寻找ROM指令(FOH)。读出ROM指令仅用于只要一个传感器就在总线上的情况。其具体搜索过程是：(1)单片机宣布初始化复位脉冲，连接在P3上。五口上的感应器则表示有脉冲要做反应。单片机在单总线上发出ROM查询指令。(3)单片机读取单总线上的数据。DS18b20的工作时序包括初始化时序、写入时序、读时序、转换时序等，根据传感器的工作时序需求，可编制子程序、主程序。

第四张

四测温系统硬件设计与实现。

该系统选择体积小，成本低，可携带2KEEPROM的89C2051作为控制芯片，晶振选择12MHZ，驱动由74LS07,74LS04组成的三个LED数码管和一个继电器线圈，然后驱动电加热设备。P3~5口作为采集温度信号线，P1口作为显现数据线，P3~3,P3.4作为显子位、十位和符号位，选择动态扫描显现。该系统通过单总线方法将测控一路温度信号、DS18B20通过P3单片机连接起来。5.管子上，用户可以设定所需的温度测定值(包括上限和下限),P3.1管子可以操纵电加热设备启动和停止，然后达到操纵温度效果。整体的硬件系统简洁、清晰。

5系统软件计划：

该系统具有温度检测控制和实时显示温度值的功能。选择的温度传感器芯片DS18B20属于新一代微处理机的智能温度传感器，在编程和操作时均需严格按照严格的时序进行。

温度测量系统的工作流程：初始化-获得序列号的ROM操作指令-写入存储操作指令-读取转换数据-处理数据-显示温度-启动操纵装置。主要程序功用是各功能子程序的调用，操纵电热设备的开启和停止。子程式包括：DS18B20初始化子程式、读取子程式、写入子程式、温度转换子程式、数值核算子程式、显示子程式。

这个系统的编程虽然比AD590的测温复杂，但是省去了硬件的A/D转换环节，提高了精度和抗干扰的才能，系统稳定。

结束语

笔者的创新点是选用最新的单线数字温度传感器DS18B20，它技术含量高，时序复杂，但成本低廉，在测温精度要求高的情况下也能满足，是首选元器件。该设备选用89C2051单片机+系列智能传感器实现了该功能。无论是在经济上还是在技能上，都是优选。