DS18B20的报告附带程序.docx
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DS18B20的报告附带程序
DS18B20温度传感器
数字温度传感器DS18B20是由Dallas半导体公司生产的,它具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样(如图1.1.1),适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
图1.1.1
引脚说明:
GND为接地引脚;DQ为数据输入输出脚。
用于单线操作,漏极开路;VCC接电源正;单总线通常要求接一个约4.7K左右的上拉电阻,这样,当总线空闲时,其状态为高电平。
如图1.1.2是温度传感器DS18B20的接线图
图1.1.2
温度传感器DS18B20的参数:
●适应电压范围更宽,电压范围:
3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电
●温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃
●可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温
●在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快
●被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出
●有两种供电方式既可以直接加3.0~5.5V的电源,也可以采用寄生电源方式由数据线供电
DS18B20内部结构及功能:
DS18B20的内部结构如图1.1.3所示。
主要包括:
寄生电源,温度传感器,64位ROM和单总线接口,存放中间数据的高速暂存器RAM,用于存储用户设定温度上下限值的TH和TL触发器,存储与控制逻辑,8位循环冗余校验码(CRC)发生器等7部分。
图1.1.3
64位闪速ROM的结构如下:
8bit检验CRC
48bit序列号
8bit工厂代码(10H)
MSBLSBMSBLSBMSBLSB
开始8位是产品类型的编号,接着共有48位是DS18B20唯一的序列号。
最后8位是前面56位的CRC检验码,这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。
高速暂存存储器:
高速暂存存储器由9个字节组成,其分配如图所示。
高速暂存存储器
字节0~1温度寄存器
当DS18B20接收到温度转换命令后,开始启动转换。
转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1,2字节。
单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后。
温度值格式如下图:
DS18B20的温度操作是使用16位,也就是说分辨率是0.0625。
BIT15~BIT11是符号位,为了就是表示转换的值是正数还是负数。
DS18B20温度传感器主要用于对温度进行测量,数据可用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,并以0.0625℃/LSB形式表示。
表2是部分温度值对应的二进制温度表示数据。
DS18B20温度与表示值对应表
字节2~3:
TH和TL配置
TH与TL就是所谓的温度最高界限,和温度最低界限的配置。
字节4:
配置寄存器
R1与R0位组合了四个不同的转换精度,00为9位转换精度而转换时间是93.75ms,01为10位转换精度而转换时间是187.5ms,10为11位转换精度而转换时间是375ms,11为12位转换精度而转换时间是750ms(默认)。
DS18B20时序图:
DS18B20的复位时序如下:
1.单片机拉低总线480us~950us,然后释放总线(拉高电平)。
2.这时DS18B20会拉低信号,大约60~240us表示应答。
3.DS18B20拉低电平的60~240us之间,单片机读取总线的电平,如果是低电平,那么表示复位成功。
4.DS18B20拉低电平60~240us之后,会释放总线。
DS18B20读写时序:
DS18B20写逻辑0的步骤如下:
1.单片机拉低电平大约10~15us,。
2.单片机持续拉低电平大约20~45us的时间。
3.释放总线
DS18B20写逻辑1的步骤如下:
1.单片机拉低电平大约10~15us,。
2.单片机拉高电平大约20~45us的时间。
3.释放总线
DS18B20读逻辑0的步骤如下:
1.在读取的时候单片机拉低电平大约1us
2.单片机释放总线,然后读取总线电平。
3.这时候DS18B20会拉低电平。
4.读取电平过后,延迟大约40~45微妙
DS18B20读逻辑1的步骤如下:
1.在读取的时候单片机拉低电平大约1us
2.单片机释放总线,然后读取总线电平。
3.这时候DS18B20会拉高电平。
4.读取电平过后,延迟大约40~45微妙
DS18B20温度计C程序
//使用AT89s52单片机,12MHZ晶振,用共阳LED数码管
//P0口输出段码,P2口扫描
//#pragmasrc(d:
\aa.asm)
#include"reg51.h"
#include"intrins.h"//_nop_();延时函数用
#defineDisdataP0//段码输出口
#definediscanP2//扫描口
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitDQ=P3^7;//温度输入口
sbitDIN=P0^7;//LED小数点控制
uinth;
//
//
//*******温度小数部分用查表法**********//
ucharcodeditab[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};
//
ucharcodedis_7[12]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff,0xbf};
/*共阳LED段码表"0""1""2""3""4""5""6""7""8""9""不亮""-"*/
ucharcodescan_con[4]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//列扫描控制字
uchardatatemp_data[2]={0x00,0x00};//读出温度暂放
uchardatadisplay[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};//显示单元数据,共4个数据,一个运算暂存用
//
//
//
/***********11微秒延时函数**********/
//
voiddelay(uintt)
{
for(;t>0;t--);
}
//
/***********显示扫描函数**********/
scan()
{
chark;
for(k=0;k<4;k++)//四位LED扫描控制
{
Disdata=dis_7[display[k]];
if(k==1){DIN=0;}
discan=scan_con[k];delay(90);discan=0xff;
}
}
//
//
/***********18B20复位函数**********/
ow_reset(void)
{
charpresence=1;
while(presence)
{
while(presence)
{
DQ=1;_nop_();_nop_();
DQ=0;//
delay(50);//550us
DQ=1;//
delay(6);//66us
presence=DQ;//presence=0继续下一步
}
delay(45);//延时500us
presence=~DQ;
}
DQ=1;
}
//
//
/**********18B20写命令函数*********/
//向1-WIRE总线上写一个字节
voidwrite_byte(ucharval)
{
uchari;
for(i=8;i>0;i--)//
{
DQ=1;_nop_();_nop_();
DQ=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();//5us
DQ=val&0x01;//最低位移出
delay(6);//66us
val=val/2;//右移一位
}
DQ=1;
delay
(1);
}
//
/*********18B20读1个字节函数********/
//从总线上读取一个字节
ucharread_byte(void)
{
uchari;
ucharvalue=0;
for(i=8;i>0;i--)
{
DQ=1;_nop_();_nop_();
value>>=1;
DQ=0;//
_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();//4us
DQ=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();//4us
if(DQ)value|=0x80;
delay(6);//66us
}
DQ=1;
return(value);
}
//
/***********读出温度函数**********/
//
read_temp()
{
ow_reset();//总线复位
write_byte(0xCC);//发SkipROM命令
write_byte(0xBE);//发读命令
temp_data[0]=read_byte();//温度低8位
temp_data[1]=read_byte();//温度高8位
ow_reset();
write_byte(0xCC);//SkipROM
write_byte(0x44);//发转换命令
}
//
/***********温度数据处理函数**********/
work_temp()
{
ucharn=0;//
if(temp_data[1]>127)
{temp_data[1]=(256-temp_data[1]);temp_data[0]=(256-temp_data[0]);n=1;}//负温度求补码
display[4]=temp_data[0]&0x0f;display[0]=ditab[display[4]];
display[4]=((temp_data[0]&0xf0)>>4)|((temp_data[1]&0x0f)<<4);//
display[3]=display[4]/100;
display[1]=display[4]%100;
display[2]=display[1]/10;
display[1]=display[1]%10;
if(!
display[3]){display[3]=0x0A;if(!
display[2]){display[2]=0x0A;}}//最高位为0时都不显示
if(n){display[3]=0x0B;}//负温度时最高位显示"-"
}
//
//
/**************主函数****************/
main()
{
Disdata=0xff;//初始化端口
discan=0xff;
for(h=0;h<4;h++){display[h]=8;}//开机显示8888
ow_reset();//开机先转换一次
write_byte(0xCC);//SkipROM
write_byte(0x44);//发转换命令
for(h=0;h<500;h++)
{scan();}//开机显示"8888"2秒
while
(1)
{
read_temp();//读出18B20温度数据
work_temp();//处理温度数据
for(h=0;h<500;h++)
{scan();}//显示温度值2秒
}
}
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