汽车防撞预警系统的设计.docx
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汽车防撞预警系统的设计
前言
国际上先进国家自80年代末开始研究汽车防撞系统。
90年代初，美国、德国、日本相继报道在民用汽车上装备防撞预警系统。
我国在这一领域起步较晚，目前由于存在报警系统本身的可靠性或误报警等问题，尚未见到有批量化生产和装备汽车的报道。
防撞有微波、激光和超声等多种方法。
微波系统测距范围较远，由于采用相控阵天线成像技术，已达到了实用化的程度，只是目前成本居高不下。
国内已有公司设计出激光汽车防撞系统样品，但由于激光波束较窄、路障报告率偏低而暂时不能推广。
声波的发射和接收是自然界中的普遍现象。
频率低于20KHz的声波人耳可辨，进行着各式各样、错综复杂的自然声音传递，因背景复杂而不利做测试媒体使用。
频率高于20Hz的超声波不仅波长短、方向性好、能够呈射线定向传播，而且碰到界面就会有显著反射。
这些特性有利于选用超声波做媒体，测定物体的位置、距离甚至形状等。
超声波传感器的特性：
1.在自身特性谐振点40KHz附近可获得较高的灵敏度；2.谐振带宽、波束角可以通过制作工艺控制得很窄，有利于抗声波干扰设计；3.不受无线电频谱资源限制，易于抗电磁干扰设计。
另外，超声系统成本低、性能稳定可靠，应用前景好。
1选题背景
1.1题目来源
其他
1.2研究的目的和意义
随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。
交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失。
我国交通死亡率远远高于其他国家。
我国目前的交通安全相当于发达国家上个世纪70年代水平。
我国的年死亡人数分别是美国的2.3倍、日本的13.4倍、德国的18.4倍。
针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行。
汽车已经是一种非常成熟的工业制成品。
尤其在机械方面几乎没有太多的潜力可挖，目前主要在电控方面丰富和加强，随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上的电子控制单元越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置（ABS）、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等等。
在这种情况下，如果仍采用常规的布线方式，即电线一端与开关相接，另一端与用电设备相通，将导致车上电线数目的急剧增加，使得电线的质量占整车质量的4％左右。
另外，电控系统的增加虽然提高了轿车的动力性、经济性和舒适性，但随之增加的复杂电路也降低了汽车的可靠性，增加了维修的难度。
由于总线系统具有传输速率高，抗干扰能力强，硬件连接方便等突出特点，非常适合用于汽车系统中，解决众多测试与控制仪器之间的数据交换问题。
汽车防撞预警系统的核心在于快速、准确地测量出汽车与障碍物之间的距离，并及时发出报警信号，同时通知其它的汽车控制系统（如刹车系统）以达到防止碰撞的目的。
实现距离非接触检测的方法很多。
目前，非接触式测距系统常采用超声波、激光和雷达。
但激光和雷达测距造价偏高，不利于广泛的普及应用，在某些应用领域有其局限性，相比之下，超声波方法具有明显突出的优点：
超声波方法作为非接触检测和识别的手段，已越来越引起人们的重视。
在机器人避障、导航系统、机械加工自动化装配及检测、自动测距、无损检测、超声定位、汽车倒车、工业测井、水库液位测量等方面已经有了广泛的应用。
1.2国内外研究现状、发展趋势及存在的主要问题
国际上如德国、日本、美国等先进的汽车生产国，在十年前已经开始了主动防撞安全装置的研究与开发。
戴姆勒克莱斯勒公司和沃尔沃公司在汽车防撞器方面走在世界前列。
美国的《大众机械师》杂志介绍了戴姆勒克莱斯勒公司汽车防撞器的研究情况。
该防撞器结构主要是两个测距仪和一个影像系统，能够测出安全距离，如果发现车前有障碍物，计算机能够自动引发刹车装置。
这个系统的特点是：
（1）能够自动测出前方障碍物的速度和距离；
（2）执行机构能够自动启动刹车装置，自动关闭车的侧窗、天窗，自动调整座椅位置。
当乘客遭受撞击时，最大限度受到气囊的保护；
（3）能够感知车的行驶状态，如果传感器感到车在左右摇摆，或者感到车内的酒精浓度过高，它能够自动刹车或者自动锁死方向盘。
沃尔沃公司在轿车上加装了夜视仪，夜视仪能够显示前灯照射距离以外的物体，显示车的前照灯与车前障碍物的距离，提示司机刹车，但是没有介绍沃尔沃公司的防撞器能不能自动刹车，能不能自动关闭天窗。
戴姆勒克莱斯勒公司以及沃尔沃公司的防撞器也有一些缺点：
不能防止误操作，如你要超车，车的自动防撞器测出两车的间距小于安全距离，自动防撞器会自动通知汽车控制中心启动自动刹车系统执行减速操作。
国内汽车自动防撞技术方面的研究，主要在一些大型汽车企业和科研院所开展，如：
长春一汽、上海大众、东风汽车、交通部科学研究所、武汉汽车研究所、清华大学汽车系、北京理工大学机械系等。
但是，现在已有的产品的种类并不是很多。
从技术先进性角度来讲与国外同类产品仍有一定距离。
另外，无论是国内还是国外的汽车自动防撞器车间距离检测的精度和盲区控制以及执行机构的灵活性上仍然有很大的发掘潜力。
超声波测距方面目前计算机市场价格大幅度下降，采用非一体化超声波检测仪器，计算机可发挥它一机多用的各种功能，实际上是最大的节约。
过去那种全功能的仪器设置，还不如单独的超声仪，计算机可充分发挥各自特点。
高智能化检测仪器只有能满足检测条件，使用环境，重复性测试内容等基木情况一样，才可充分发挥其特有功能。
仪器设计也应从实际情况出发，才能满足用户的要求。
我国超声波仪器的研制与生产，虽然有较大发展，但是在精度、盲区控制、体积重量方面与国外同类产品任然存在一定差距。
1.3要解决的主要问题及应达到的技术要求
本文设计通过对超声波在媒介中的传播特性、超声波传感器工作机理分析设计一种基于超声波测距汽车防撞预警系统并且在此基础上对超声波传播特性进行实验研究。
1.分析当前主流的测距技术，如雷达测距技术、红外测距技术、激光测距技术以及超声波测距技术等。
针对它们的特点以及应用领域再结合课题的研究方向选用超声波测距可实现对障碍物的检测。
2.对目前超声波测距技术进行深入研究分析。
分析超声波的特点、类型及其在介质中的传播特性，在此基础上研究分析了超声波传感器的原理、结构、种类、主要参数及选型标准。
同时，研究影响超声波测距精度的因素。
本设计超声波传感器选用CSB40T和CSB40R,可实现超声波的产生和接收。
在超声波测距时温度对超声波测距精度影响最为严重，据此在超声波测距部分设计温度补偿措施，可实现降低测距误差。
3.研究目前超声波测距部分的信号调理措施，如BJT放大电路、集成运放、甲类功率放大电路、乙类功率放大电路、丙类功率放大电路、甲乙类功率放大电路、双电源互补对称功率放大电路等。
根据理论计算以及电路实验结论，在超声波发射部分的信号调理电路中选取单电源乙类互补对称电路；在超声波接收部分采用二级放大，选用LM358集成运放可实现对接收回波信号的放大调理，并在第二级放大电路中增加x9313w数字电位控制计可实现自动增益可调功能。
1.4研究的指导思想和技术路线
我国购置私家车人数急剧增加，道路车流量也越来越大，在行驶和停车时出现汽车碰撞的事故也越来越多。
根据交管部门调查统计，在诸多因素中，由于天气恶劣、驾驶员疲劳、存在后视盲区等人为因素成为汽车碰撞的主要原因。
因此，从保障行车安全出发，发展汽车防撞技术十分必要，世界各国也在为此投入大量的人力和物力。
本文通过查阅大量资料研究汽车防撞系统。
本文将从从各种测距传感器原理出发，提炼出防撞模型并进行电路设计，得基于超声波传感器的汽车防撞预警系统。
开发相应的控制电路板来控制传感器运作，从而实现汽车防撞报警。
2方案论证
汽车防撞报警系统设计的方案选择主要体现在测距系统的选择上
方案一
超声波防撞测术：
超声波防撞技术主要是利用超声波回声测距原理，测量出车后一定距离内的物体，及时显示出车后障碍物的距离和方位，按照安全区、警示区、紧急停车区分段距离给出报警或语音信号，以警示车辆处于不同的紧急状态，司机可据此作出相应措施，防止事故的发生。
图1超声波测距防撞报警原理框图
超声波测距装置一般由发射器、接收器和信号处理电路三部分组成。
通常发射器、接收器可用一体化收发器完成，信号处理电路通过89C51或89C52系列单片机实现。
超声波测距优点是原理简单，成本低、制作方便，但其缺点是在高速行驶的汽车上应用具有一定的局限性．这是因为超声波的传输速度受天气影响较大，不同的天气条件下传播速度有一定差别，影响到测距精度。
此外，对于远距离的障碍物，由于反射波过于微弱，测距灵敏度下降。
方案二
毫米微波雷达测距技术：
应用在汽车测距避撞上的雷达波，通常是频率在30GHz以上的毫米电磁波。
它利用电磁波发射后遇到障碍物反射的回波对其不断检测，计算出与前方或后方障碍物的相对速度和距离，经过分析判断，对构成危险的目标按程度不同进行报警，控制车辆自动减速，直到自动刹车。
图2毫米微波雷达测距避撞原理框图
车辆行进中，发射机产生的雷达窄波束向前发射调频连续波信号，当发射信号遇到目标时被反射回来，并为同一天线接收，经混频放大处理后，可用其差拍信号时间差来表示雷达与目标的距离，把对应的脉冲信号送到微处理器处理计算，得到距离数值，再根据差频信号相差与相对速度关系，计算出目标对雷达的相对速度；微处理器将上述两个物理量代入危险时间函数数字模型后，即可算出危险时问；当危险程度达到各种不同级别时，分别输出报警信号或通过车辆控制电路去控制车速或刹车嗍。
方案三
激光测距避撞技术：
激光测距的工作原理与微波雷达测距相似，具体的测距方式有连续波和脉冲波两种。
连续波相位测距是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离，即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。
激光脉冲测距是利用测量往返脉冲间隔时间，获知距离。
测时方法是在确定时间起止点之间用时钟脉冲填充计数，这种方法可以得到10．10s以上的测时精度。
激光雷达避撞装置是为防止高速公路上汽车追尾而设计的，该装置结构包括发光部、受光部、计算车间距离的微处理器、信号处理电路、显示装置、车速传感器等组成。
图3激光测距原理框图
三种方案的比较和选择
超声波的特点是对雨、雾、雪的穿透力强、衰减小，因此汽车声纳雷达可以在雨雪、大雾等恶劣天气下工作。
超声波测距的原理简单、制作方便、成本低。
但是利用超声波测距也存在一些缺点：
超声波的方向性相对于激光光束来讲要差的多，发散角大。
当要测量距离较远的目标时，一方面由于发散而使能量大大降低，另一方面会使分辨力下降，导致将邻车道的车辆或路边的物体作为测量目标。
毫米波雷达的优点是不但可探测目标的距离，还可测出相对速度和方位。
系统后端信号处理机可根据使用要求连接、控制轿车的自动操作系统达到自动减速慢速行车或紧急刹车等目的。
应用毫米波雷达测距，需要防止电磁波干扰，雷达彼此之间的电磁波和其他通信设施的电磁波都可能形成干扰因素，影响系统的性能。
激光测距系统是一种光学雷达，它具有测量时间短，测距远，误差小、分辨力高等优点，激光测距系统的缺点是技术尚不成熟，价格偏高，不利于广泛的普及应用，在某些应用领域有其局限性。
综上所述，考虑到超声波测距具有如下优点：
1.超声波的传播速度仅为光波的百万分之一，并且指向性强，能量消耗缓慢，因此可以直接测量较近目标的距离；
2.超声波对色彩、光照度不敏感，可适用于识别透明、半透明及漫反射差的物体（如玻璃、抛光体）；
3.超声波对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强、有毒等恶劣环境中；
4.超声波传感器结构简单、体积小、费用低、信息处理简单可靠，易于小型化与集成化，并且可以进行实时控制。
超声波测量距离测量精度能达到工业实用的要求，得到了广泛的应用，因此，在此课题中选用了超声波测距系统。
3过程论证
3.1系统组成与工作原理
汽车防撞预警系统指的是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。
它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其他障碍物体，同时检测出障碍物距车辆的距离，根据需要发出警报或同时发信号给控制系统采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。
根据题目要求来看，汽车防撞预警系统的功能主要有两个：
1、判断障碍物的位置及障碍物到汽车的距离；2、当有障碍物出现或者障碍物与汽车间的距离达到临界距离时报警并给汽车的控制系统发送信号。
防撞预警系统结构框图如4所示
图4汽车防撞预警系统结构框图
超声波测距部分由超声波发送电路和超声波接收电路组成。
其结构框图如图5所示：
图5超声波测距结构框图
3.2超声波测距
3.2.1超声波传感器
为了以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。
完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器，或者超声波探头。
超声传感器是在超声频率范围内将交变的电信号转换成声信号或者将外界声场中的声信号转换为电信号的能量转换器件。
本设计超声波探头选用CSB40T,可采用软件发生法和硬件发生法产生超声波。
前者利用软件产生40kHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。
这种方法的特点是充分利用软件，灵活性好。
第二种方法是利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号，并直接驱动换能器产生超声波。
这种方法的优点是无须驱动电路，但缺乏灵活性。
本设计电路采用第一种方法，单片机P1.0口发射1个脉冲，可驱动超声波传感器发射超声波，并关外部中断，这时计数器T0、T1开始开始计时。
超声波探头必须采用与发射探头对应的型号，关键是频率要一致，本设计采用CSB40R否则将因无法产生共振而影响接收效果，甚至无法接收。
3.2.2超声测距原理
超声波测距的方法有多种，如相位检测法、声波幅值检测法和往返时间检测法等。
相位检测法虽然精度高，但检测范围有限;声波幅值检测法易受反射波的影响。
本论文硬件设计采用超声波往返时间检测法，其原理如图6所示：
图6超声波测距原理图
检测从超声波发射器发出的超声波（假设传播介质为气体），经气体介质的传播到接收器的时间即往返时间。
往返时间与气体介质中的声速相乘，就是声波传输的距离。
而所测距离是声波传输距离的一半，即：
（1）
即可计算得传感器与反射点之间的距离S，测量距离为：
（2）
当S>>h时，则d≈S，即：
（3）
在上式中，d为待测距离，V超声波的声速，T为往返时间。
若要求测距误差小于0.01m，已知声速v=344m/s（20℃时）。
显然，直接用秒表测时间是不现实的。
因此，实现超声波测距必须避开直接测量时间的方法，才能获得实用的测长精度。
对超声波传播时间的测量可以归结到对超声波回波前沿的检测。
目前使用的方法有信号过零检测，包络检测和脉冲检测等方法。
本文采用的是脉冲检测计数法。
这种方法实现起来较包络检测方便，电路实现简单，精度也较高。
实现的方法是当回波信号经放大处理后，进入比较器，调整好合适的阐值在比较器的输出端就会产生40KHz的方波。
利用查询或者中断的方法便可以检测出这些脉冲，便于测量出发射到接收到脉冲的时间。
3.2.3提高超声波测距系统性能的若干措施
1、声速校正
要想通过测量超声波传播时间确定距离，声速C必须保持不变，实际上声速受介质、温度、压力等变化的影响。
一般情况下，由于大气压力变化很小，因此传播速度主要受到温度的影响。
在一定的介质中，通常采用对温度进行修正的方法，可以测得比较准确的距离。
通过对温度修正来校正声速的方法，即用测温元件测量实际环境，根据声速与温度的关系计算出测量时实际环境中的声速。
空气中声速C与温度T的关系在常温下可由下面近似公式
C=（331.4+0.607T）m/s（4）
2、减小盲区措施：
（1）减小发射脉冲宽度
发射端采用减幅振荡脉冲或单个脉冲，可使余震（拖尾）减少，此法常用于短距离测量距离。
（2）采用自动距离增益控制采用具有自动增益控制功能的接收放大器，使近距离的增益很小，远距离时的增益较大，这样一方面发射信号的余震幅度变小，相应的延续时间缩短，可以分辨出近处的接受回波信号，故可使盲区减少。
另一方面，可使远处的回波信号的幅度增大，以提高测量的精度。
（3）信噪比问题
超声波测距仪都有确定的量程。
量程主要决定于接收信号的幅值应大于规定的阐值。
这个闭值决定信噪比。
噪声有两类，一类电噪声，在处理上同其它电子仪器一样，另一类为机械噪声，其中工业噪声频率较低，对液介式超声测距仪，工作频率较高，可以避开工业噪声频谱段。
而气介式超声回波测距仪，一般频率都较低，易引入工业噪声。
这时要求对环境噪声进行频谱分析，尽量避免与噪声频率重叠。
3.3系统硬件设计
3.3.1微控制器部分电路
AT89S51具有4K字节Flash闪速存储器，GFFFFF128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗（WDT）,两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。
同时，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
AT89S51的系统原理图如图7所示：
图7AT89S51的系统原理图
在本系统中，除单片机本身需要复位外，外部扩展的I/O接口电路等也需要复位，因此需要一个系统的同步复位信号；即单片机复位后，CPU开始工作时，外部的电路一定要同时复位好，以保证CPU有效地对外部电路进行初始化编程。
AT89S51的复位端是一个史密特触发输入，高电平有效，而系统中的时钟接口和CAN总线接口的复位信号都是低电平有效。
在复位电路中，按一下复位开关就使在RST端出现一段时间的高电平，经过74LS14的一次反相整形，提供给单片机复位端。
再经过一次反相整形，通过I/ORST端口提供给外部接口电路。
外接12M晶振和两个20P电容组成系统的时钟电路。
3.3.2超声波测距模块电路
超声波测距的作用距离和分辨能力，不仅需要性能良好的传感器，也需要合理的驱动电路以及回波探测电路。
只有这样才能保证发射时的声功率和波形的重复性以及接收时的灵敏性。
对发射来说，为了要使电能到机械能的转换效益最大，最佳的工作点必须取在反共振频率处，在传感器系统中，发射部分的共振频率要与接收部分的反共振频率相匹配。
驱动电路和回波探测电路的性能对整个测试系统有重要的作用。
发射部分：
发射电路采用单片机P1.0端口编程输出40KHz左右的方波脉冲信号，同时开启内部计数器T0。
由于单片机端口输出功率很弱，为使测量距离满足要求，驱动超声传感器发射超声波距离足够远，故在此电路上加功率放大电路。
接收部分：
从接收传感器探头传来的超声回波很微弱（几十个mV级），又存在着较强的噪声，所以放大信号和抑制噪声是放大电路必须考虑的。
超声波回波经超声波接收传感器，电容隔直滤波，一级放大；由于超声波回波信号随着被测距离的变化，其幅值变化也很大，必须经过增益控制，以满足整形电路的要求。
所以本系统设计了二级增益可调放大电路，最后回波信号进入比较器LMV331，这样在比较器的输出端将得到40KHz的方波进入单片机以产生中断用于计时。
一级放大倍数为25左右，二级放大倍数范围大约为5～1175。
温度部分测量温度，对温度进行补偿，来减小温度变化对测量距离精度的影响。
3.3.2.1发射电路
发射波形的重复性：
为获得高分辨力，发射电路设计应保证发射的超声波波形良好的重复性；发射的超声波应尽量单纯，即发射波的各个振动应近似为同一频率的振动，以便接收时采用带通滤波器消除干扰和每次都接收到同一个振动波峰。
通常发射电路按发射方式分为：
单脉冲发射、多脉冲发射和连续发射。
测距所用超声波一般都是间断单脉冲发射，每测距一次，发送、接收一次。
间断地激发换能器晶片振动。
此方法测试距离太近；本系统采用间断多脉冲发射，系统自动识别被测距离远近，设置发射脉冲个数。
发射波形电压及功率：
传感器发射电压大小主要取决于发射信号损失及接收机的灵敏度，综合各种损耗的因素，包括往返传播损失，声波传输损失，声波反射损失，环境噪声损失；另外考虑实际发射传感器的最大输入电压为20vp-p，以及单片机正常工作输出最大电压5V，传感器发射信号的功率直接决定发射探头发出超声信号的远近，所以考虑电压的同时应该考虑如何提高其功率，才能使得发射电路更合理。
1.功率放大电路
功率放大电路的设计要点：
（1）要求输出功率尽可能大
为获得大的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，因此管子往往在接近极限运用状态下工作。
（2）效率η
由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。
所谓效率就是负载得到的有用功率Po与电源供给晶体管功率PE的比值，用η表示。
（5）
直流电源供给的功率除了一部分变成有用的信号功率以外，剩余部分变成晶体管的管耗Pc（Pc=PE-Po）。
如果放大器的效率较低，不仅使直流电源的供给功率增加，而且使晶体管的管耗增大，使功率管发热损坏。
所以，对于功率放大器，提高效率也是一个重要问题。
（3）非线性失真要小
功率放大电路是在大信号下工作，所以不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管输出功率越大，非线性失真往往越严重，这就使输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。
在工业控制系统等场合中，则以输出功率为主要目的，对线性失真的要求就降为次要问题。
（4）BJT的散热问题
在功率放大电路中，有相当大的功率消耗在管子的集电结上，使结温和管壳温度升高。
为了充分利用允许的管耗而使管子输出足够大的功率，放大器件的散热就成为一个重要问题。
2.单电源乙类互补对称电路
双电源互补推挽电路有时使用不便，因此本系统设计使用单电源供电的互补推挽电路。
如图8所示，当有信号Vi输入时，在信号的负半周，T1导通，有电流通过负载RL，同时向C充电；在信号的正半周，T2导通，则己充电的电容C起着电源-Vcc的作用，通过负载RL放电。
只要选择时间常数RLC足够大（比信号的最长周期还大得多），就可以认为用电容C和一个电源Vcc可代替原来的+Vcc和-Vcc两个电源的作用。
采用一个电源的互补对称电路，由于每个管子的工作电压不是原来的Vcc，而是Vcc/2（输出电压最大也只能达到约Vcc/2），所有前面导出的计算公式，只要用Vcc/2代替其中的Vcc即可。
图8单电源互补对称电路
本系统采用CD4096的4个反向器够成推挽放大电路。
发射电路图如图9所示：
图9超声波发射电路图
3.3.2.2接收电路的设计
（1）温度测量电路
声波在空气中传播时，空气的温度、大气压力、湿度等影响超声波的声速，其中空气的温度对超声波声速影响最大。
所以，为了减小误差，避免因环境温度而带来的偏差，必须对环境温度进行检测，并通过计算消除环境温度所引起的偏差。
测量环境温度时，直接以“一线总线”的数字方式传输，可以大大提高系统的抗干扰性。
为此，我们采用了DS18B20温度传感器芯片检测环境温度。
DS18B20是美国Dallas半导体公司生产的可组网单线数字温度传感器，在其内部使用了在板（ON-BOARD）专利技术，可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。
具有结构简单、体积小、功耗小、抗干扰能力强、使用简单等优点。
它的RMO中存有其芯片的唯一标识码，即任意两个DS18B20的标识码是不同的。
管脚即示意图10所示：
图10管脚示意图
引脚说明：
GND：
地
DQ：
数据I/O
VDD：
可选VDD
NC：
悬空
DS18B20具有以下特性：
（1）独特的单线接口方式仅需一个端口引脚进行通讯；
（2）在使用中不需要任何外围元件；
（3）测温
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