基于Protues的Arduino学习07-DS18B20与数字式温度测量的实现
这次我们使用数字式温度传感器DS18B20实现温度测量，并且串口输出温度测量值。
DS18B20是美国DALLAS半导体公司的数字化单总线智能温度传感器，与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。从DS18B20读出信息或写入信息仅需要一根线(单总线)读写，总线本身也可以向所挂接的设备供电，而无需额外电源。
DS18B20的性能特点如下:
（1）单线接口方式实现双向通讯；
（2）供电电压范围：+3.0V～+5.5V，可用数据线供电；
（3）测温范围：-55～+125℃。固有测温分辨率为0.5℃。
（4）通过编程可实现9～12位的数字读数方式；
（5）支持多点的组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的单总线上，实现多点测温。
DS18B20的外形及管脚排列如图1所示，DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地；(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
图1 DS18B20封装图
首先，我们需要proteus仿真里面添加DS18B20数字式温度传感器，在元器件搜索栏中输入“DS18B20”，并添加至元器件选择栏中，如图2所示。并将其DQ管脚接至数字口2脚，也就是ATmega328P的4管脚，同时接10kΩ的上拉电阻，VCC接至+5V，GND接至地端，修改后的Arduino
UNO仿真图如图3所示。
图2
添加DS18B20传感器
图3 修改后的Arduino UNO仿真板
双击DS18B20、右击选择编辑参数属性（第二项）如图4所示、或者左击选中DS18B20然后按下ctrl+E，会弹出如图5所示的DS18B20设置框。设置框里有内部序列号【注】、当前温度值、调节的最小变化量。
【注】内部序列号用于单总线上挂有多个DS18B20的情况下，甄别不同的传感器。只有内部序列号相同的DS18B20才会响应单总线上的命令并作出相应的响应。
图4 选择“编辑属性”一项
图5 DS18B20传感器参数设置栏
DS18B20设置完成后，下面进入Arduino编程部分。首先，在网上下载DallasTemperature的库文件，然后解压放置在arduino的libraries文件夹下面，启动arduino
IDE，进入example中的DallasTemperature中选择simple文件并打开，如图6所示。
图6 打开DS18B20例子
Arduino代码清单：
#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)
{
}
编译成功之后，导入proteus仿真软件进行仿真。通过调节DS18B20的温度值，可以看到串口输出的温度数值，以及与DS18B20设置的标准值之间的误差。【注】温度为0℃、25℃、50℃和100℃的仿真图如图7、8、9、10所示。
【注】由于仿真环境为理想环境，传感器为理想模型，仅能验证能否对传感器进行读写操作，初步地验证程序的正确性。实际测量过程中，测量温度与实际温度会有一定的误差，误差大小和传感器、环境等都有关系。
