1.DS18B20基本知识
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,具有线路简单,体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信线,可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。
2、DS18B20产品的特点
(1).只要求一个端口即可实现通信。
(2).在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
(3).实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
(4).测量温度范围在-55。C到+125。C之间。
(5).数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
(6).内部有温度上、下限告警设置。
3、DS18B20的引脚介绍
TO-92封装的DS18B20的引脚排列见图1,其引脚功能描述见表1。
(底视图)图1
序号 | 名称 | 引脚功能描述 |
---|---|---|
1 | GND | 地信号 |
2 | DQ | 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源。 |
3 | VDD | 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。 |
4.DS18B20的使用方法
由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。
DS18B20的复位时序
DS18B20的读时序
对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。
对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后,在15秒之内就得释放单总线,以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程,至少需要60us才能完成。
DS18B20的写时序
对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。
对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同,当要写0时序时,单总线要被拉低至少60us,保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平,当要写1时序时,单总线被拉低之后,在15us之内就得释放单总线。
5.实验任务
用一片DS18B20构成测温系统,测量的温度精度达到0.1度,测量的温度的范围在-20度到+100度之间,用8位数码管显示出来。
6.电路原理图
7.系统板上硬件连线
(1).把“单片机系统”区域中的P0.0-P0.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端子上。
(2).把“单片机系统”区域中的P2.0-P2.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。
(3).把DS18B20芯片插入“四路单总线”区域中的任一个插座中,注意电源与地信号不要接反。
(4).把“四路单总线”区域中的对应的DQ端子连接到“单片机系统”区域中的P3.7/RD端子上。
8.C语言源程序
#include <AT89X51.H> #include <INTRINS.H> unsigned char code displaybit[] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f}; unsigned char code displaycode[] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71, 0x00, 0x40 }; unsigned char code dotcode[32] = {0, 3, 6, 9, 12, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 38, 41, 44, 48, 50, 53, 56, 59, 63, 66, 69, 72, 75, 78, 81, 84, 88, 91, 94, 97 }; unsigned char displaycount; unsigned char displaybuf[8] = {16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16}; unsigned char timecount; unsigned char readdata[8]; sbit DQ = P3 ^ 7; bit sflag; bit resetpulse(void) { unsigned char i; DQ = 0; for (i = 255; i > 0; i--); DQ = 1; for (i = 60; i > 0; i--); return (DQ); for (i = 200; i > 0; i--); } void writecommandtods18b20(unsigned char command) { unsigned char i; unsigned char j; for (i = 0; i < 8; i++) { if ((command & 0x01) == 0) { DQ = 0; for (j = 35; j > 0; j--); DQ = 1; } else { DQ = 0; for (j = 2; j > 0; j--); DQ = 1; for (j = 33; j > 0; j--); } command = _cror_(command, 1); } } unsigned char readdatafromds18b20(void) { unsigned char i; unsigned char j; unsigned char temp; temp = 0; for (i = 0; i < 8; i++) { temp = _cror_(temp, 1); DQ = 0; _nop_(); _nop_(); DQ = 1; for (j = 10; j > 0; j--); if (DQ == 1) { temp = temp | 0x80; } else { temp = temp | 0x00; } for (j = 200; j > 0; j--); } return (temp); } void main(void) { TMOD = 0x01; TH0 = (65536 - 4000) / 256; TL0 = (65536 - 4000) % 6; ET0 = 1; EA = 1; while (resetpulse()); writecommandtods18b20(0xcc); writecommandtods18b20(0x44); TR0 = 1; while (1) { ; } } void t0(void) interrupt 1 using 0 { unsigned char x; unsigned int result; TH0 = (65536 - 4000) / 256; TL0 = (65536 - 4000) % 6; if (displaycount == 2) { P0 = displaycode[displaybuf[displaycount]] | 0x80; } else { P0 = displaycode[displaybuf[displaycount]]; } P2 = displaybit[displaycount]; displaycount++; if (displaycount == 8) { displaycount = 0; } timecount++; if (timecount == 150) { timecount = 0; while (resetpulse()); writecommandtods18b20(0xcc); writecommandtods18b20(0xbe); readdata[0] = readdatafromds18b20(); readdata[1] = readdatafromds18b20(); for (x = 0; x < 8; x++) { displaybuf[x] = 16; } sflag = 0; if ((readdata[1] & 0xf8) != 0x00) { sflag = 1; readdata[1] = ~readdata[1]; readdata[0] = ~readdata[0]; result = readdata[0] + 1; readdata[0] = result; if (result > 255) { readdata[1]++; } } readdata[1] = readdata[1] << 4; readdata[1] = readdata[1] & 0x70; x = readdata[0]; x = x >> 4; x = x & 0x0f; readdata[1] = readdata[1] | x; x = 2; result = readdata[1]; while (result / 10) { displaybuf[x] = result; result = result / 10; x++; } displaybuf[x] = result; if (sflag == 1) { displaybuf[x + 1] = 17; } x = readdata[0] & 0x0f; x = x << 1; displaybuf[0] = (dotcode[x]); displaybuf[1] = (dotcode[x]) / 10; while (resetpulse()); writecommandtods18b20(0xcc); writecommandtods18b20(0x44); } }