基于单线数字温度传感器ds18b20的电池温度测量系统

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1、基于DS18B20的电池组温度测量装置摘要:本文主要介绍了以89C51单片机作为检测主机，数字温度传感器DS18B20对动力电池组的温度测量的研究，采用单片机数字量接口和DS18B20一一对应的接法，数据转换后发送给上位机。这种温度测量装置可以作为动力电池温度检测的典型应用。关键词：DS18B20;89C51单片机；电池；温度；测量TheDeviceofTemperatureMeasurementaboutBatteryPackBasedonDigitalDS18B20Abstract:Thispaperintr

2、oducesonedesignofmeasurementthatabouttemperature.DS18B20temperaturesensorisdigitalandusedtomeasurethetemperatureofbatterypack,and89C51MCUactsouthostmachineofdetection.Themethoedisaone-to-onecorrelationbetweentheI/OandDS18B20.Thedataswillbetransmitedtotheupper

3、computerafterconverted.Thisdeviceoftemperaturemeasurementintroducedinthispapermaybeapplyedtypically.Keywords:DS18B20;89C51MCU;Battery;Temperature;Measurement矿用应急电源常采用大容量动力锂电池，电池组工作过程的温度检测是在电池管理系统中重要的环节，通过温度测量可以对电池实时保护，电池管理系统中温度测量是整个系统的主要功能之一。在研制矿用动力电池管理系统时，采用

4、以单线数字温度传感器DS18B20为温度敏感元件的电池温度测量装置，该装置以89C51单片机为检测主机，DS18B20数字温度传感器直接与主机连接，主机通过RS-485总线网与上位机进行通信。本文就DS18B20芯片与单片机组成数据采集部分与传输环节，结合电池测温系统，对DSl8B20的这种单总线技术及其具体应用进行了讨论。2系统硬件设计2.1系统的总体设计整个系统从结构上可分为两层：89C51单片机基本应用系统和DS18B20温度测量转换传感器构成温度测量主机；用S7-200PLC作为上位机通过其网络接口与测温

5、主机串行通讯口交换数据。测温主机与上位机通过RS-485总线作为物理层，通讯协议采用MODBUS现场总线协议。系统硬件配置见图1。图1电池组温度测量框图2.2温度数据采集传感器。DS18B20是美国DALLAS公司生产的数字温度传感器芯片，具有结构简单、体积小、功耗小、抗干扰能力强、使用方便等优点。18B20芯片直接送出的转化后的是数字温度信号，单片机不需要进行A/D转换，这就简化应用系统设计，提高了测量效率；理论上在单片机每个数字量接口上可以同时并联多个18B20芯片，构成串行总线工作方式。芯片的地址可由芯片的

6、ROM中存有的唯一标识码进行识别，不存在相同标识码的DS18B20，特别适合与微处理芯片构成多点温度测控系统。2.3温度采集传感器与单片机连接。虽然用DS18B20芯片作为温度传感器理论上可以在同一单片机数字量接口上并联多个传感器，这样硬件电路比较简单，还可以节省很多数字量接口，这种电路结构如图2所示。图2传统单片机与温度传感器连接图但用作通用的电池温度测量装置时会遇到三个问题。第一，尽管DS18B20功耗很低，但仍受到单片机数字量接口驱动能力的限制，对89C51单片机每个数字量接口一般不宜超过8个，否则可能会影

7、响系统正常工作；第二，在单片机一个数字量接口并联多个传感器时，必须靠DS18B20芯片ROM中存有的标识码进行识别，因此温度传感器位置与识别码必须一一对应，在单片机中必须预存好各个芯片的识别码，当更换传感器时要重新修改单片机中的识别码，涉及到修改系统软件，这会给用户更换传感器带来很大的不便；第三，并接多个传感器在数据采集过程中要求单片机要不断地读取识别码，使数据采集速度周期过长。基于上述因素，在设计电池组温度采集装置时，考虑实际应用采集点和循环时间要求，采取单片机每个数字量接口只连接一个温度传感器的方案，利用单片

8、机的P1、P2口分别连接16个传感器组成16通道温度采集装置，用于电池组中各单体电池工作温度采集。图3给出了单片机与DS18B20温度传感器连接方式。这样做有三个优点，第一，单片机接口驱动能力富裕度大工作可靠；第二，装置中传感器数据地址完全由其安装位置确定，与芯片识别码无关，单片机中也不需要预存的芯片识别码，在以后用户更换传感器时只要与原来位置对应即可，不需要更改；第三，