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          DS18B20數字溫度計使用

          日期:2022-02-20 09:06
          瀏覽次數:4065
          摘要:
          DS18B20數字溫度計使用


          1.DS18B20基本知識

           DS18B20數字溫度計是DALLAS公司生產的1-Wire,即單總線器件,具有線路簡單,體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統,具有線路簡單,在一根通信線,可以掛很多這樣的數字溫度計,十分方便。

          1、DS18B20產品的特點

           ?。?)、只要求一個端口即可實現通信。

           ?。?)、在DS18B20中的每個器件上都有有一無二的序列號。

           ?。?)、實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。

           ?。?)、測量溫度范圍在-55。C到+125。C之間。

           ?。?)、數字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。

           ?。?)、內部有溫度上、下限告警設置。

          2、DS18B20的引腳介紹

            TO-92封裝的DS18B20的引腳排列見圖1,其引腳功能描述見表1。

          (底視圖)圖1

           

          表1 DS18B20詳細引腳功能描述

          序號

          名稱

          引腳功能描述

          1

          GND

          地信號

          2

          DQ

          數據輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下,也可以向器件提供電源。

          3

          VDD

          可選擇的VDD引腳。當工作于寄生電源時,此引腳必須接地。



          3. DS18B20的使用方法

          由于DS18B20采用的是1-Wire總線協議方式,即在一根數據線實現數據的雙向傳輸,而對AT89S51單片機來說,硬件上并不支持單總線協議,因此,我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。

          由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數據,因此,對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協議定義了幾種信號的時序:初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備,單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始,如果要求單總線器件回送數據,在進行寫命令后,主機需啟動讀時序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。

          DS18B20的復位時序

          DS18B20的讀時序

          對于DS18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。

          對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后,在15秒之內就得釋放單總線,以讓DS18B20把數據傳輸到單總線上。DS18B20在完成一個讀時序過程,至少需要60us才能完成。

          DS18B20的寫時序

          對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。

          對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同,當要寫0時序時,單總線要被拉低至少60us,保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平,當要寫1時序時,單總線被拉低之后,在15us之內就得釋放單總線。

           

          4. 實驗任務

          用一片DS18B20構成測溫系統,測量的溫度精度達到0.1度,測量的溫度的范圍在-20度到+100度之間,用8位數碼管顯示出來。

          5. 電路原理圖

           

          6. 系統板上硬件連線

          (1). 把“單片機系統”區域中的P0.0-P0.7用8芯排線連接到“動態數碼顯示”區域中的ABCDEFGH端子上。

          (2). 把“單片機系統”區域中的P2.0-P2.7用8芯排線連接到“動態數碼顯示”區域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。

          (3). 把DS18B20芯片插入“四路單總線”區域中的任一個插座中,注意電源與地信號不要接反。

          (4). 把“四路單總線”區域中的對應的DQ端子連接到“單片機系統”區域中的P3.7/RD端子上。

          7. C語言源程序
          #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);
          }
          }