51单片机——DS18B20温度传感器

目录

DS18B20特性

内部存储器表

ROM指令表

RAM指令表

DS18B20暂存器表

 单个DS18B20温度转换过程

温度读取及计算

配置寄存器（分辨率）

读写时序

复位及存在检测

写时序

读时序

程序实现

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DS18B20特性

供电电压	3.0V~5.5V
单线接口	DS18B20 紧需一根总线与MCU进行双向通讯
多点组网	多个DS18B20可以并联在一条总线上，实现多点测温
硬件简单	不需要外围电路，因为OD结构故要接上拉电阻
测温范围	-55~+125°C，在 -10~+85°C时精度为 ±0.5°C
分辨率	9~12位 ，对应的分辨温度为 0.5°C、0.25°C、0.125°C、0.0625°C
负压特征	正负极反接时芯片会发热，但不会被烧毁

内部存储器表

ROM指令表

指令	代码	功能
读ROM	33H	读DS18B20温度传感器ROM种的编码
匹配ROM	55H	发出此命令后，接着发出64位ROM编码，访问单总线上与该编码相对应的DS18B20使之作出响应，为下一步对该DS18B20的读写准备
搜索 ROM	F0H	用于确定挂接在同一总线上的DS18B20的个数和识别64位ROM地址，为操作各器件做好准备
跳过ROM	CCH	忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度转换命令，适用于单个DS18B20工作
告警搜索	ECH	执行后只有温度超过设定值上限或下限的设别才做出响应

RAM指令表

指令	代码	功能
温度转换	44H	启动DS18B20进行温度转换，12位转换时最长位750ms（9位为93.75ms）结果存入内部9字节RAM
读暂存器	BEH	读内部RAM中9字节的内容
写暂存器	4EH	发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据
复制暂存器	48H	将RAM中3，4字节的内容复制到EEPROM
重调EEPROM	B8H	将EEPROM中内容恢复到RAM中的3，4字节
读供电方式	B4H	读DS18B20的供电模式。寄生供电时 DS18B20发送 "0",外接电源供电DS18B20发送"1"

DS18B20暂存器表

寄存器内容	字节地址
温度值低位（LS Byte）	0
温度值高位（MS Byte）	1
高温限值 （TH）	2
低温限值   （TL）	3
配置寄存器	4
保留	5
保留	6
保留	7
CRC校验值	8

 单个DS18B20温度转换过程

• 复位
• 发CCH（跳过ROM）
• 发44H   （温度转换）
• 复位
• 发CCH（跳过ROM）
• 发BEH  （读暂存器）
• 读温度值低位
• 读温度值高位

温度读取及计算

•  温度>0时：高5位为 0，测到的数值乘0.0625得实际温度
•  温度 <0时：高5位为 1，测到的数值取反加1再乘0.0625得实际温度

注：上电复位后温度默认值是85°C

配置寄存器（分辨率）

 

 注：默认为12位分辨率

读写时序

复位及存在检测

 在初始化序列期间，总线控制器拉低总线并保持 480us 以发出（TX）一个复位脉 冲，然后释放总线，进入接收状态（RX）。单总线由4.7K 上拉电阻拉到高电平。当 DS18B20 探测到 I/O 引脚上的上升沿后，等待 15-60us,然后发出一个由 60-240us 低电平信号构成的存在脉冲。

写时序

 总线控制器通过写 1 时序写逻辑 1 到 DS18B20，写 0 时序写逻辑 0 到 DS18B20。所有写时序必须最少持续 60us，包括 两个写周期之间至少 1us 的恢复时间。当总线控制器把数据线从逻辑高电平拉到 低电平的时候，写时序开始

读时序

 所有读时序必须最少 60us,包括两个读周期间至少 1us 的恢复时间。当总线控制 器把数据线从高电平拉到低电平时，读时序开始，数据线必须至少保持 1us,然 后总线被释放。在总线控制器发出读时序后，DS18B20 通过拉高或拉 低总线上来传输 1 或 0。当传输逻辑 0 结束后，总线将被释放，通过上拉电阻回 到上升沿状态。从 DS18B20 输出的数据在读时序的下降沿出现后 15us 内有效。

程序实现

void Delay_us(uchar us)//进一次约6.5us
{
	while(us--);	
}

bit ds_init()
{
	bit i;
	DS = 1;
	_nop_();
	DS = 0;
	Delay_us(75); //6.5*75>480us
	DS = 1; //释放总线
	Delay_us(4); //15~16us
	i = DS;
	Delay_us(20); //60~240us
	DS = 1;
	_nop_();
	return (i);
}


void write_byte(uchar dat)
{
	uchar i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DS = 0;
		_nop_();//5us
		DS = dat & 0x01;//判断写0还是写1
		Delay_us(10);//>60us
		DS = 1; //释放总线
		_nop_();
		dat >>= 1;//数据右移
	}
}

uchar read_byte()
{
	uchar i, j, dat;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DS = 0;
		_nop_();//5us
		DS = 1;
		_nop_();//5us
		j = DS;//先读低位
		Delay_us(10);//>60us
		DS = 1;
		_nop_();
		dat = (j<<7)|(dat>>1);//得到的数先移到最高位，dat再右移一位
	}
	return (dat);
}

void main()
{
	uint i;
	uchar L, M;

	while(1)
	{
		ds_init();//初始化
		write_byte(0xcc);//跳过ROM
		write_byte(0x44);//温度转换
		ds_init();//初始化
		write_byte(0xcc);//跳过ROM
		write_byte(0xbe);//读寄存器
		L = read_byte();//读低八位
		M = read_byte();//读高八位
		i = M;
		i <<= 8;//高八位左移
		i |= L;//与低相与八位						
		
        if(i&0XF800==0XF800)//判断高五位是否为1，为1为负值
        {
            i=~i+1;//如果为 1 ，则取反 i 再加 1 
        }
        
        i=i*0.0625;
		Display(i);
	}
}