DS18B20数字温度计使用

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。

1、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。

2、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

 

表1 DS18B20详细引脚功能描述

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。

3. 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。

 

4. 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。

5. 电路原理图

 

6. 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。

7. C语言源程序

#include

#include

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)%256;

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)%256;

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%10;

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])%10;

displaybuf[1]=(dotcode[x])/10;

while(resetpulse());

writecommandtods18b20(0xcc);

writecommandtods18b20(0x44);

}

}