DS18B20数字温度计使用
2012-07-19
标签: DS18B20

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
1GND地信号
2DQ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。
3VDD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);
    }
}


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