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基于 STC15F2K60S2 单片机的多点温度检测系统开发李红梅，王永峰，朱 基于 STC15F2K60S2 单片机的多点温度 检测系统开发 李红梅，王永峰，朱兆青 （南通大学理学院 江苏 南通 226019） 【摘 要】本文介绍了利用 STC15F2K60S2 单片机和单线总线温度传感器 DS18B20 开发的一款多 点温度检测系统，实践表明该系统稳定可靠，具有良好的推广价值。 【关键词】单片机；DS18B20；单线总线；Proteus 仿真 0. 引言 我们都知道有这样一个现象，那就是在使用井水 的时候，发现它是冬暖夏凉的。这就告诉我们，常年里 地层深处温度是基本不变的。冬季的室外温度较低的 时候，地下温度就会显得相对较高，相反，到了夏季， 室外温度很高，而地下温度就会相对较低。利用这个 由于季节性变化产生的温度差的自然条件，人们设计 了地源热泵。 把土壤作为热源或者热汇，通过在其中埋放地 管，经过换热器的作用，最终地源热泵对建筑物实现 供暖和供冷。土壤的导热系数是我们设计地埋管换热 器时的一个重要参数，只有很好地掌握了导热系数， 我们才能合理地设计地埋管换热器，达到最佳的制冷 制热效果，实现对能源的充分利用。而要想精确地得 到土壤的导热系数，对地下土壤温度就必须进行长期 可靠的监测。在现场实际测量土壤的导热系数时，测 量时间要足够长，如果时间太短，就会极大地影响测 量结果的准确性。 为此，利用单线(1-wire)总线技术的 DS18B20 温 度传感器和 STC15F2K60S2 单片机，设计了一款多点 温度检测系统，由于选用 STC15F2K60S2 单片机，其 驱动能力强；选用单线(1-wire)总线技术的测温，众多 温度传感器只需要一根数据线，简化了地下土壤温度 检测的测温传感器布局的复杂性。 1. STC15F2K60S2 单片机简介 STC15F2K60S2 系列单片机[1，2]是南通宏晶科技公 司生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速、高 可靠、低功耗、超强抗干扰的新一代 8051 单片机，采 用 STC 第八代加密技术，超级加密，指令代码完全兼 容传统 8051，但速度快 8-12 倍。内部集成高精度 R/C 时钟(±0.3%)，±1%温飘(-40℃~+ 85℃)，常温下温飘± 0.6% (-20℃~+65℃)，5MHz~35MHz 宽范围可设置，可 彻底省掉外部昂贵的晶振和外部复位电路 (内部已集 成高可靠复位电路，ISP 编程时 8 级复位门槛电压可 选)。3 路 CCP/PWM/PCA，8 路高速 10 位 A/D 转换(30 万次/秒)，内置 2K 字节大容量 SRAM，2 组超高速异步 串行通信端口(UART1/UART2，可在 5 组管脚之间进 行切换，分时复用可作 5 组串口使用)，1 组高速同步 串行通信端口 SPI，适用于多串行口通信、电机控制、 强干扰场合。 现 STC15 系列单片机采用 STC-Y5 超高速 CPU 内核，在相同的时钟频率下，速度又比 STC 早期的 1T 系列单片机 (如 STC12 系列、STC11 系列及 STC10 系 列)的速度快 20%。 2. DS18B20 芯片介绍 DS18B20 是美国 Dallas 半导体公司推出的“单线 (1-wire)总线”技术的高精 度温度传感器[3，4]，测温范 围-55~+125℃，在-10~+85℃范围内，可确保测量误差 不超过 0.5℃，温度以 9~12 位数字量读出，适配各种 单片机。 DS18B20 通过一个单线总线接口发送或接收信 息，因此在单片机和 DS18B20 之间仅需一根总线和地 线，用于读写和温度转换的电源可以从单线通讯线上 汲取能量，在信号线处于高电平期间把能量储存在内 部电容里，在信号线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， 江苏省大学生创新创业训练计划项目(项目编号 201410304002Z)。李红梅、王永峰：光信息科学与技术专业和应用物理专业学生。 通讯作者：朱兆青，男，1967 年 12 月生，硕士研究生，高级实验师，测试计量技术及仪器专业，Email： HYPERLINK mailto:qingmeintu@163.com qingmeintu@163.com 2014 年第 9 期 福 建 电 脑 ·19· F福 建电脑UJIAN COMPUTER无需外部电源 F福 建 电 脑 UJIAN COMPUTER 无需外部电源；DS18B20 也可用外部 5V 电源供电。 图 2 STC15 和 DS18B20 检测电路 中也均未提及单总线上所挂 DS18B20 个数的问题，这 就导致很