2.2 DS18B20简介及选型

本课题采用的温度采集芯片为简单常用的DS18B20数字温度采集芯片，选用的芯片可以根据实际需求在程序里设定模数转换的精度，此温度传感器采用的是单总线的接口方式，与CPU之间只需要一根线就可以实现双向通信，而且除了在电源端和数字段外接一个4.7k欧姆的电阻外不需要其他的外部元件，多个DS18B20可以并联在一根数据线上，来实现多点测温，可以采用这种方法的原因是因为每个DS18B20都有自己独特的64位序列，相互之间信号不会产生交叉干扰。此温度传感器它具有体积小、适用范围广、便宜、直插式封装小便于焊接、测量温度范围广等一系列优势，当电压的正负极性反接时不会损坏温度传感器，同时还具有掉电保护功能，在系统掉电之后还可以保存之前设定的分辨率及温度报警的设定值，其他的温度传感器其需要的数据口一般是两个或者更多占用了更多了IO口的数据资源但是其精度并没有得到很大的提升和改善，在价格上也没有很大的优势，所以在实际应用过程中一般采用DS18B20就可以实现现实需求，本课题所设计的温度控制系统中温度采集芯片DS18B20完全可以实现所需要的功能和目的。文献综述

 温度传感器DS18B20内部结构图

温度传感器DS18B20内部结构如图2.2所示，其中高速缓存器由温度传感器、高低温触发器、配置寄存器和8位CRC发生器组成，还有电源检测部分、内部VCC部分和64位ROM和单位总线接口。其中64位ROM和单位总线接口包括存储器和逻辑控制。当温度传感器测量出一定的温度时，会转化成9个字节高速缓存器的命令字形式，当前温度以补码形式表示，其中第0个字节和第一个字节用来表示补码，从低位读向高位。设计的系统中可以设定温度的上下限值TH和TL。温度计算如下：

①当符号位为0时（表示此时为正数，二进制数正数的补码原码相同），直接将二进制数转化计算为十进制数；

②当符号位为1时（表示此时为负数，二进制数负数的补码不相同），先将二进制数的补码转化成原码，再进行转化成十进制数；

2.3 微控制器的简介及选型

本课题采用的微处理器为STM32系列的STM32F103ZET6最小系统处理芯片作为本课题的微控制器，STM32系列是由低成本、性能高且功耗低等优势得到了广泛的应用，STM32系列单片机是以ARM Cortex-M3内核组成，且是为STM32系列专门设计的内核芯片。基本型时钟频率可达到36MHz，价格低廉的同时可达到同等价格水平性能更高的要求，是现在32位产品流行的主要原因。在ARM Cortex-M3中内核有W和L两个系列，大多地方都是相似的，内存容量都是为32K到128K，两者不同的是SRAM的最大容量不同并且具有不同的外设接口，其在基本功能上没有什么差别，当时钟频率达到72MHz时，闪存模式转换成执行代码状态，STM32功耗为36mA，本文设计的温度控制器旨在减少能耗，无疑ARM系列中的STM32是低功耗的最佳选择，相当于0.5mA/MHz。此款ARM芯片相比较STC系列8位处理单片机而言具有更强更全面的性能。

STM32 的优势特点本文列举了几个方面：

1.STM32与其它微处理器相比最大的优势在于成本低，工业上低成本高效率一直是企业的追求，低成本的基础上还具有32位机。

    2.外接端口种类繁多，外设种类繁多功能众多，具有极高的集成度。

3.型号丰富可选择性较高，引脚有100个144个等多种型号，画PCB图时封装 QFN、LQFP、BGA 等可供选择。并且还推出了具有无线应用型和超低功耗的具有Cortex-M3芯片的L和W系列。

4.STM32的所有引脚都可以作为中断输入，84个中断具有优异的实时性能，可编程优先级16级。