DS18B20數(shù)字溫度計的單片機(jī)接口應(yīng)用詳細(xì)說明

1．DS18B20基本知識

DS18B20數(shù)字溫度計是DALLAS公司生產(chǎn)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(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。

1、DS18B20產(chǎn)品的特點

（1）、只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。

（2）、在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號。

（3）、實際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。

（4）、測量溫度范圍在－55。C到＋125。C之間。

（5）、數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。

（6）、內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)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1DS18B20詳細(xì)引腳功能描述

序號名稱引腳功能描述

1GND地信號

2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。

3VDD可選擇的VDD引腳。當(dāng)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(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對AT89S51單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)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(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)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(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。

DS18B20的復(fù)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(jī)把單總線拉低之后，在15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€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(dāng)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(dāng)要寫1時序時，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。

4． 實驗任務(wù)

用一片DS18B20構(gòu)成測溫系統(tǒng)，測量的溫度精度達(dá)到0.1度，測量的溫度的范圍在－20度到＋100度之間，用8位數(shù)碼管顯示出來。

5． 電路原理圖

6． 系統(tǒng)板上硬件連線

（1）． 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0－P0.7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ABCDEFGH端子上。

（2）． 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P2.0－P2.7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。

（3）． 把DS18B20芯片插入“四路單總線”區(qū)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(qū)域中的對應(yīng)的DQ端子連接到“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.7/RD端子上。

7． C語言源程序

#include 《AT89X52.H》

#include 《INTRINS.h》

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）%6;

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）%6;

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;

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］）;

displaybuf［1］=（dotcode［x］）/10;

while（resetpulse（））;

writecommandtods18b20（0xcc）;

writecommandtods18b20（0x44）;

}

}