基于C51单片机+DS18B20温度传感器+LCD1602显示器的智能水温控制系统(PID)

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供电方式(外部电源供电、寄生电源供电、寄生电源强上拉)

1.外部电源供电

在外部电源供电方式下,DS18B20工作电源由VCC引脚接入,不存在电源电流不足的问题,可以保证转换精度,同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器,组成多点测温系统。同时注意在外部供电的方式下,GND引脚不能悬空,否则不能转换温度,读取的温度总是85°C
这种外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式,工作稳定可靠,抗干扰能力强,而且电路比较简单(只需三根线),可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。同时这种外接电源方式下,可以充分发挥DS18B20宽电源电压范围的优点,即使电源电压VCC降到3V依然能够保证温度测量精度

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2.寄生电源供电

在寄生电源供电方式下,DS18B20从信号线上汲取能量:在DQ处于高电平期间把能量储存在内部电容里,在DQ处于低电平期间消耗电容上的电能工作,直到高电平到来再给寄生电源(电容)充电。

寄生电源供电的好处
(1)进行远距离测温时,无需本地电源;
(2)可以在没有常规电源条件下读取ROM
(3)少接一根VCC电源线,电路更加简洁。

但要注意:要想使DS18B20进行准确的温度转换,I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量,由于每个DS18B20在温度转换期间工作电流达到1mA,当几个温度传感器挂在同一根I/O线上进行多点测温时,只靠4.7k上拉电阻就无法提供足够的能量,会造成无法转换温度或温度误差很大。因此,这种方式比较适用于单个测温点的情况或不适宜采用电池供电系统中,并且工作电源VCC必须保证在5V,当电源电压下降时,寄生电源能够汲取的能量也降低,会使温度误差变大。同时由于多种因素也可能造成寄生电源汲取能量不够而引起不能正常测温或误差较大等现象,因此,在开发测温系统时不推荐直接使用此种供电方式,可在此基础上采用寄生电源强上拉供电方式

3.寄生电源强上拉

为了使DS18B20在温度检测周期内获得足够的电流供应,当进行温度转换或拷贝到EEPROM存储器操作时,用MOSFETI/O线直接拉到VCC就可提供足够的电流,在发出任何涉及到拷贝到EEPROM存储器或启动温度转换的指合后,必须在最多10us内把I/O线转换到强上拉状态。
这种强上拉方式可以解决电流供应不足的问题,适合于多点测温的应用,但需要多占用一根I/O口线进行强上拉切换。

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DS18B20指令(ROM指令操作)
序号 指令

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