基于Protues的Arduino學習07-DS18B20與數字式溫度測量的實現
這次我們使用數字式溫度傳感器DS18B20實現溫度測量，并且串口輸出溫度測量值。
DS18B20是美國DALLAS半導體公司的數字化單總線智能溫度傳感器，與傳統的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9～12位的數字值讀數方式。從DS18B20讀出信息或寫入信息僅需要一根線(單總線)讀寫，總線本身也可以向所掛接的設備供電，而無需額外電源。
DS18B20的性能特點如下:
（1）單線接口方式實現雙向通訊；
（2）供電電壓范圍：+3.0V～+5.5V，可用數據線供電；
（3）測溫范圍：-55～+125℃。固有測溫分辨率為0.5℃。
（4）通過編程可實現9～12位的數字讀數方式；
（5）支持多點的組網功能，多個DS18B20可以并聯在唯一的單總線上，實現多點測溫。
DS18B20的外形及管腳排列如圖1所示，DS18B20引腳定義：(1)DQ為數字信號輸入/輸出端；(2)GND為電源地；(3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。
圖1 DS18B20封裝圖
首先，我們需要proteus仿真里面添加DS18B20數字式溫度傳感器，在元器件搜索欄中輸入“DS18B20”，并添加至元器件選擇欄中，如圖2所示。并將其DQ管腳接至數字口2腳，也就是ATmega328P的4管腳，同時接10kΩ的上拉電阻，VCC接至+5V，GND接至地端，修改后的Arduino
UNO仿真圖如圖3所示。
圖2
添加DS18B20傳感器
圖3 修改后的Arduino UNO仿真板
雙擊DS18B20、右擊選擇編輯參數屬性（第二項）如圖4所示、或者左擊選中DS18B20然后按下ctrl+E，會彈出如圖5所示的DS18B20設置框。設置框里有內部序列號【注】、當前溫度值、調節的最小變化量。
【注】內部序列號用于單總線上掛有多個DS18B20的情況下，甄別不同的傳感器。只有內部序列號相同的DS18B20才會響應單總線上的命令并作出相應的響應。
圖4 選擇“編輯屬性”一項
圖5 DS18B20傳感器參數設置欄
DS18B20設置完成后，下面進入Arduino編程部分。首先，在網上下載DallasTemperature的庫文件，然后解壓放置在arduino的libraries文件夾下面，啟動arduino
IDE，進入example中的DallasTemperature中選擇simple文件并打開，如圖6所示。
圖6 打開DS18B20例子
Arduino代碼清單：
#include
<OneWire.h>
#include
<DallasTemperature.h>
// Data wire is plugged into port 2 on the Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 2
// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire
devices (not just Maxim/Dallas temperature ICs)
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
// Pass our oneWire reference to Dallas
Temperature.
DallasTemperature sensors(&oneWire);
void setup(void)
{
}
void loop(void)
{
}
編譯成功之后，導入proteus仿真軟件進行仿真。通過調節DS18B20的溫度值，可以看到串口輸出的溫度數值，以及與DS18B20設置的標準值之間的誤差。【注】溫度為0℃、25℃、50℃和100℃的仿真圖如圖7、8、9、10所示。
【注】由于仿真環境為理想環境，傳感器為理想模型，僅能驗證能否對傳感器進行讀寫操作，初步地驗證程序的正確性。實際測量過程中，測量溫度與實際溫度會有一定的誤差，誤差大小和傳感器、環境等都有關系。
