基于51单片机的DS18B20温度显示

本讲内容:

      了解温度传感器DS18B20的使用,并通过一个例程展示温度传感器DS18B20测温过程。

DS18B20简介:

      DS18B20 是单线数字温度传感器,即“一线器件”,其具有独特的优点:

    (1)采用单总线的接口方式 与微处理器连接时 仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 单总线具有经济性好,抗干扰能力强,适合于恶劣环境的现场温度测量,使用方便等优点,使用户可轻松地组建传感器网络。

    (2)测量温度范围宽,测量精度高 。DS18B20 的测量范围为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ; 在 -10~+ 85°C 范围内,精度为 ± 0.5°C 。

    (3)多点组网功能 多个 DS18B20 并联在惟一的单线上,实现多点测温。

基于51单片机的DS18B20温度显示_第1张图片

       DS18B20的存储器由一个高速暂存RAM和一个非易失性、电可擦除(E2)RAM组成。

0 温度的低八位数据 5 保留(全1)
1 温度的高八位数据 6 保留
2 高温阀值 7 保留
3 低位阀值 8 前八位CRC效验值
5 配置寄存器

        配置寄存器:

基于51单片机的DS18B20温度显示_第2张图片

 基于51单片机的DS18B20温度显示_第3张图片

       出场设置默认R0、R1为11。也就是12位分辨率,也就是1位代表0.0625摄氏度。

基于51单片机的DS18B20温度显示_第4张图片

 基于51单片机的DS18B20温度显示_第5张图片

      DS18B20经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。所以当我们只想简单的读取温度值的时候,只用读取暂存器中的第0和第1个字节就可以了。

      简单的读取温度值的步骤如下:

      1:跳过ROM操作

      2:发送温度转换命令

      3:跳过ROM操作

      4:发送读取温度命令

      5:读取温度值

DS18B20接口电路图:

基于51单片机的DS18B20温度显示_第6张图片

DS18B20的初始化 :     

      主机首先发出一个480-960微秒的低电平脉冲,然后释放总线变为高电平,并在随后的480微秒时间内对总线进行检测,如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应答。

      做为从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480-960微秒的低电平出现,如果有,在总线转为高电平后等待15-60微秒后将总线电平拉低60-240微秒做出响应存在脉冲,告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。

sbit DS  = P2^2;  

void dsreset(void)               

{

 uint i;

 DS=0;

 i=103;

 while(i>0)i--;

 DS=1;

 i=4;

 while(i>0)i--;

}

基于51单片机的DS18B20温度显示_第7张图片

      主机发出各种操作命令都是向DS18B20写0和写1组成的命令字节,接收数据时也是从DS18B20读取0或1的过程。因此首先要搞清主机是如何进行写0、写1、读0和读1的。

        写周期最少为60微秒,最长不超过120微秒。

       写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0,则将总线置为低电平,若主机想写1,则将总线置为高电平,持续时间最少60微秒直至写周期结束,然后释放总线为高电平至少1微秒给总线恢复 。而DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样,在采样期内总线为高电平则为1,若采样期内总线为低电平则为0。

void tmpwritebyte(uchar dat)    

{

 uint i;

 uchar j;

 bit testb;

 for(j=1;j<=8;j++)

 {

 testb=dat&0x01;       

  dat=dat>>1;

  if(testb)

  {

   DS=0;

   i++;i++;

   DS=1;

   i=8;while(i>0)i--;

  }

  else

  {

   DS=0;

   i=8;while(i>0)i--;

   DS=1;

   i++;i++;

  }

 }

}

基于51单片机的DS18B20温度显示_第8张图片

      对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。

      读周期是从主机把单总线拉低1微秒之后就得释放单总线为高电平,以让DS18B20把数据传输到单总线上。

      作为从机DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后,便开始送出数据,若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。

      主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线,然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测,采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程,至少需要60微秒才能完成。

bit tmpreadbit(void)  

{

 uint i;

 bit dat;

 DS=0;i++; 

 DS=1;i++;i++;

 dat=DS;

 i=8;while(i>0)i--;

 return (dat);

}

uchar tmpread(void)

{

 uchar i,j,dat;

 dat=0;

 for(i=1;i<=8;i++)

 {

  j=tmpreadbit();

  dat=(j<<7)|(dat>>1);

 }

 return(dat);

}

基于51单片机的DS18B20温度显示_第9张图片

例程源代码:

/*****************DS18B20测量温度*******************

*单片机型号:STC89C52RC

*开发环境:KEIL 

*功能: DS18B20测量温度,并在数码管中显示出来

*********************************************************/

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit DS=P2^2;        

sbit LE1=P2^6;

sbit LE2=P2^7;

uint temp;          

uchar flag1;         

unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

unsigned char code table1[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};

void delay(uint count)  

{

 uint i;

 while(count){i=200;while(i>0)i--;count--;}

}

void dsreset(void)     

{

 uint i;

 DS=0;i=103;while(i>0)i--;

 DS=1;i=4;while(i>0)i--;

}

bit tmpreadbit(void)    

{

 uint i;

 bit dat;

 DS=0;i++; 

 DS=1;i++;i++;

 dat=DS;

 i=8;while(i>0)i--;

 return (dat);

}

uchar tmpread(void)

{

 uchar i,j,dat;

 dat=0;

 for(i=1;i<=8;i++)

 {j=tmpreadbit();dat=(j<<7)|(dat>>1);}

 return(dat);

}

void tmpwritebyte(uchar dat)    

{

 uint i;

 uchar j;

 bit testb;

 for(j=1;j<=8;j++)

 {

  testb=dat&0x01;       

  dat=dat>>1;

  if(testb)  

  {

   DS=0;i++;i++;

   DS=1;i=8;while(i>0)i--;

  }

  else

  {

   DS=0; i=8;while(i>0)i--;

   DS=1;i++;i++;

  }

 }

}

void tmpchange(void)   

{

 dsreset();

 delay(1);

 tmpwritebyte(0xcc);   

 tmpwritebyte(0x44);      

}

uint tmp() 

{

 float tt;

 uchar a,b;

 dsreset();

 delay(1);

 tmpwritebyte(0xcc);

 tmpwritebyte(0xbe);

 a=tmpread();

 b=tmpread();

 temp=b;

 temp<<=8;    

 temp=temp|a;

 tt=temp*0.0625;

 temp=tt*10+0.5;

 return temp;

}

void display(uint temp)    //显示程序      

{

 uchar A1,A2,A2t,A3;

 A1=temp/100;

 A2t=temp%100;

 A2=A2t/10;

 A3=A2t%10;

 LE1=0;

 P0=table[A1];               //显示百位

 LE1=1;LE1=0;

 LE2=0;

 P0=0xfe;

 LE2=1;LE2=0;

 delay(1);

 LE1=0;

 P0=table1[A2];           //显示十位

 LE1=1;LE1=0;

 LE2=0;

 P0=0xfd;

 LE2=1;LE2=0;

 delay(1);

 LE1=0;

 P0=table[A3];               //显示个位

 LE1=1;LE1=0;

 LE2=0;

 P0=0xfb;

 LE2=1;LE2=0;

 delay(1);

}

void main()

{

 uchar a;

 do

 {

  tmpchange();

  for(a=10;a>0;a--){display(tmp());}

 } while(1);

}

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