第16講 18B20溫度顯示

1、第16講18B20溫度顯示亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程DS18B20簡(jiǎn)介DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器，即單線數(shù)字溫度傳感器，即“一線器件一線器件”，其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：，其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： （ 1 ）采用單總線的接口方式）采用單總線的接口方式 與微處理器連接時(shí)與微處理器連接時(shí) 僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與處理器與 DS18B20 的雙向通訊。的雙向通訊。 單總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適單總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度

2、測(cè)量，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。 （ 2 ）測(cè)量溫度范圍寬，測(cè)量精度高）測(cè)量溫度范圍寬，測(cè)量精度高 DS18B20 的測(cè)量范圍為的測(cè)量范圍為 -55 + 125 ； 在在 -10+ 85C 范圍內(nèi)，精度為范圍內(nèi)，精度為 0.5C 。 （ 4 ）持多點(diǎn)組網(wǎng)功能）持多點(diǎn)組網(wǎng)功能 多個(gè)多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的單線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)可以并聯(lián)在惟一的單線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。測(cè)溫。 （ 5 ）供電方式靈活）供電方式靈活 DS18B20 可以通過內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源?？梢酝ㄟ^內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源

3、。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線上的時(shí)序滿足一定的要求時(shí)，可以不接外部電源，從而因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線上的時(shí)序滿足一定的要求時(shí)，可以不接外部電源，從而 使系使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。 （ 6 ）測(cè)量參數(shù)可配置）測(cè)量參數(shù)可配置 DS18B20 的測(cè)量分辨率可通過程序設(shè)定的測(cè)量分辨率可通過程序設(shè)定 912 位。位。 DS18B20 具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)，因此也就被設(shè)計(jì)更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)，因此也就被設(shè)計(jì)者們所青睞。者們

4、所青睞。亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程單線總線特點(diǎn)單總線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換，單總線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換，控制都由這根線完成?？刂贫加蛇@根線完成。單總線通常要求外接一個(gè)約為單總線通常要求外接一個(gè)約為 4.7K10K 的的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí)其狀態(tài)為高電上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí)其狀態(tài)為高電平。平。亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程原理圖解析亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程電容：刪除雜波，使電壓穩(wěn)定上拉電阻：使溫度傳感器保

5、持在高電平P2.2:通過這個(gè)端口與單片機(jī)通信nDS18B20單總線的工作方式DS18B20的初始化的初始化 主機(jī)首先發(fā)出一個(gè)主機(jī)首先發(fā)出一個(gè)480960微秒微秒的低電平脈沖，然的低電平脈沖，然后釋放總線變?yōu)楦唠娖?，并在隨后的后釋放總線變?yōu)楦唠娖?，并在隨后的480微秒時(shí)間內(nèi)微秒時(shí)間內(nèi)對(duì)總線進(jìn)行檢測(cè)，如果有低電平出現(xiàn)說明總線上有器對(duì)總線進(jìn)行檢測(cè)，如果有低電平出現(xiàn)說明總線上有器件已做出應(yīng)答。若無低電平出現(xiàn)一直都是高電平說明件已做出應(yīng)答。若無低電平出現(xiàn)一直都是高電平說明總線上無器件應(yīng)答?？偩€上無器件應(yīng)答。做為從器件的做為從器件的DS18B20在一上電后就一直在檢測(cè)在一上電后就一直在檢測(cè)總線上是否有總線

6、上是否有480960微秒的低電平出現(xiàn)，如果有，微秒的低電平出現(xiàn)，如果有，在總線轉(zhuǎn)為高電平后在總線轉(zhuǎn)為高電平后等待等待1560微秒微秒后將總線電平拉后將總線電平拉低低60240微秒微秒做出響應(yīng)存在脈沖，告訴主機(jī)本器件已做出響應(yīng)存在脈沖，告訴主機(jī)本器件已做好準(zhǔn)備。若沒有檢測(cè)到就一直在檢測(cè)等待。做好準(zhǔn)備。若沒有檢測(cè)到就一直在檢測(cè)等待。 亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程n初始化時(shí)序圖初始化時(shí)序圖亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程主機(jī)發(fā)送低電平 等待 從機(jī)回應(yīng)亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套

7、視頻教程課配套視頻教程/ /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 函數(shù)名函數(shù)名 : Ds18b20Init: Ds18b20Init* * 函數(shù)功能函數(shù)功能 : : 初始化初始化* * 輸入輸入 : : 無無* * 輸出輸出 : : 初始化成功返回初始化成功返回1 1，失敗返回，失敗返回0 0* * * * * * *

8、* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */ /unsigned char Ds18b20Init()unsigned char Ds18b20Init() unsigned int i;unsigned int i;DSIO=0;DSIO=0; / /將總線拉低將總線拉低480us960us480us960usi=70;i=70;while(i-);/wh

9、ile(i-);/延時(shí)延時(shí)642us642usDSIO=1;/DSIO=1;/然后拉高總線，若然后拉高總線，若DS18B20DS18B20做出反應(yīng)會(huì)將在做出反應(yīng)會(huì)將在15us60us15us60us后將總線拉低后將總線拉低i=0;i=0;while(DSIO)while(DSIO)/等待等待DS18B20DS18B20拉低總線拉低總線 i+;i+;if(i50000)/if(i50000)/等待等待50MS50MSreturn 0;/return 0;/初始化失敗初始化失敗 return 1;/return 1;/初始化成功初始化成功 主機(jī)發(fā)出各種操作命令都是向主機(jī)發(fā)出各種操作命令都是向DS1

10、8B20寫寫0和寫和寫1組成的組成的命令字節(jié)，接收數(shù)據(jù)時(shí)也是從命令字節(jié)，接收數(shù)據(jù)時(shí)也是從DS18B20讀取讀取0或或1的過程。的過程。因此首先要搞清主機(jī)是如何進(jìn)行寫因此首先要搞清主機(jī)是如何進(jìn)行寫0、寫、寫1、讀、讀0和讀和讀1的。的。寫周期寫周期最少為最少為60微秒，最長(zhǎng)不超過微秒，最長(zhǎng)不超過120微秒微秒。寫周期一開。寫周期一開始做為主機(jī)始做為主機(jī)先把總線拉低先把總線拉低1微秒微秒表示寫周期開始。隨后若表示寫周期開始。隨后若主機(jī)想寫主機(jī)想寫0，則將總線置為低電平，若主機(jī)想寫，則將總線置為低電平，若主機(jī)想寫1，則將總，則將總線置為高電平，持續(xù)時(shí)間線置為高電平，持續(xù)時(shí)間最少最少60微秒微秒直至寫

11、周期結(jié)束，直至寫周期結(jié)束，然然后釋放總線為高電平后釋放總線為高電平至少至少1微秒微秒給總線恢復(fù)給總線恢復(fù) 。而。而DS18B20則在檢測(cè)到總線被拉底后則在檢測(cè)到總線被拉底后等待等待15微秒微秒然后然后從從15us到到45us開始對(duì)總線采樣開始對(duì)總線采樣，在采樣期內(nèi)總線為高電平則為，在采樣期內(nèi)總線為高電平則為1，若采，若采樣期內(nèi)總線為低電平則為樣期內(nèi)總線為低電平則為0。亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程n寫操作時(shí)序圖寫操作時(shí)序圖亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程寫1時(shí)候必須大于1微秒/* 函數(shù)名 : Ds18

12、b20WriteByte* 函數(shù)功能: 向18B20寫入一個(gè)字節(jié) * 輸入 : dat * 輸出 : 無*/void tmpwritebyte(uchar dat) /write a byte to ds18b20 uint i; uchar j; bit testb; /定義一個(gè)位變量 for(j=1;j1; if(testb) /write 1 DS=0; i+;i+; /大于1us DS=1; i=8;while(i0)i-; /至少60us else DS=0; /write 0 i=8;while(i0)i-; /至少60us DS=1; i+;i+; 亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開

13、發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程對(duì)于讀數(shù)據(jù)操作時(shí)序也分為讀對(duì)于讀數(shù)據(jù)操作時(shí)序也分為讀0時(shí)序和讀時(shí)序和讀1時(shí)序兩時(shí)序兩個(gè)過程。個(gè)過程。讀周期是從主機(jī)把單總線拉低讀周期是從主機(jī)把單總線拉低1微秒微秒之后就得釋之后就得釋放單總線為高電平，以讓放單總線為高電平，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨褦?shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。作為從機(jī)單總線上。作為從機(jī)DS18B20在檢測(cè)到總線被拉在檢測(cè)到總線被拉低低1微秒后，便開始送出數(shù)據(jù)，若是要送出微秒后，便開始送出數(shù)據(jù)，若是要送出0就把就把總線拉為低電平直到讀周期結(jié)束。若要送出總線拉為低電平直到讀周期結(jié)束。若要送出1則則釋放總線為高電平。主機(jī)在一開始拉低總線釋

14、放總線為高電平。主機(jī)在一開始拉低總線1微微秒后釋放總線，然后在包括前面的拉低總線電平秒后釋放總線，然后在包括前面的拉低總線電平1微秒在內(nèi)的微秒在內(nèi)的15微秒時(shí)間內(nèi)完成對(duì)總線進(jìn)行采樣微秒時(shí)間內(nèi)完成對(duì)總線進(jìn)行采樣檢測(cè)，采樣期內(nèi)總線為低電平則確認(rèn)為檢測(cè)，采樣期內(nèi)總線為低電平則確認(rèn)為0。采樣。采樣期內(nèi)總線為高電平則確認(rèn)為期內(nèi)總線為高電平則確認(rèn)為1。完成一個(gè)讀時(shí)序。完成一個(gè)讀時(shí)序過程，過程，至少需要至少需要60微秒微秒才能完成才能完成亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程n讀操作時(shí)序圖讀操作時(shí)序圖亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配

15、套視頻教程/* 函數(shù)名 : Ds18b20ReadByte* 函數(shù)功能 : 讀取一位數(shù)據(jù)* 輸入 : com* 輸出 : 無*/ bit Ds18b20ReadByte(void) /read a bit uint i; bit dat; DS=0;i+; /i+ for delay DS=1;i+;i+; dat=DS; i=8;while(i0)i-; return (dat);亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程DS18B20的操作步驟DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：的一線工作協(xié)議流程是：初始化初始化ROM操作指令操作指令存儲(chǔ)器操作指令存儲(chǔ)器

16、操作指令數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸。其工作時(shí)序包括：其工作時(shí)序包括：l初始化時(shí)序初始化時(shí)序l寫時(shí)序?qū)憰r(shí)序l讀時(shí)序讀時(shí)序亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻位光刻 ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和和 TL 、配置寄存、配置寄存器。器。光刻光刻 ROM 中的中的 64 位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該作是該 DS18B20 的地址序列碼。的地址序列碼。 64 位光刻位光刻 ROM 的

17、排列是：的排列是：開始開始 8 位（地址：位（地址： 28H ）是）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的，接著的 48 位是位是該該 DS18B20 自身的序列號(hào)，并且每個(gè)自身的序列號(hào)，并且每個(gè) DS18B20 的序列號(hào)的序列號(hào)都不相同，因此它可以看作是該都不相同，因此它可以看作是該 DS18B20 的的地址序列碼地址序列碼；最后最后 8 位則是前面位則是前面 56 位的位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1 ）。由于每一個(gè)）。由于每一個(gè) DS18B20 的的 ROM 數(shù)據(jù)都各不相同，因此微控制器就可以通過單總線對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)都各不相同，因此微控制器就可以通過單總線對(duì)多個(gè)

18、DS18B20 進(jìn)行尋址，從而實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)進(jìn)行尋址，從而實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20 的目的。的目的。亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程DS18B20的存儲(chǔ)器由一個(gè)高速暫存的存儲(chǔ)器由一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)和一個(gè)非易失性、電可擦除（非易失性、電可擦除（E2）RAM組成。組成。0 溫度的低八位數(shù)據(jù)溫度的低八位數(shù)據(jù)5 保留（全保留（全1）1 溫度的高八位數(shù)據(jù)溫度的高八位數(shù)據(jù)6 保留保留2 高溫閥值高溫閥值7 保留保留3 低位閥值低位閥值8 前八位前八位CRC效驗(yàn)值效驗(yàn)值4 配置寄存器配置寄存器亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開

19、發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程n配置寄存器其中配置寄存器的格式如下：其中配置寄存器的格式如下： 出場(chǎng)設(shè)置默認(rèn)出場(chǎng)設(shè)置默認(rèn)R0、R1為為11。也就是。也就是12位分辨率，也就是位分辨率，也就是1位代表位代表0.0625攝氏度。攝氏度。 亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程DS18B20經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第0和和第第1個(gè)字節(jié)。所以當(dāng)我們只想簡(jiǎn)單的讀取個(gè)字節(jié)。所以當(dāng)我們只想簡(jiǎn)單的讀取溫度值的時(shí)候，只用讀取暫存器中的第溫度值的時(shí)候，只用讀取暫存器中的第0和第和

20、第1個(gè)字節(jié)就可以了。個(gè)字節(jié)就可以了。簡(jiǎn)單的讀取溫度值的步驟如下：簡(jiǎn)單的讀取溫度值的步驟如下：跳過跳過ROM操作操作發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令跳過跳過ROM操作操作發(fā)送讀取溫度命令發(fā)送讀取溫度命令一一讀取溫度值讀取溫度值亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程/* 函數(shù)名 : Ds18b20ReadTemp* 函數(shù)功能 : 讀取溫度* 輸入 : com* 輸出 : 無*/int Ds18b20ReadTemp()unsigned int temp=0;unsigned char tmh,tml;Ds18b20ChangTemp();/先寫入轉(zhuǎn)換命令Ds18b20ReadTempCom();/然后等待轉(zhuǎn)換完后發(fā)送讀取溫度命令tml=Ds18b20ReadByte();/讀取溫度值共16位，先讀低字節(jié)tmh=Ds18b20ReadByte();/再讀高字節(jié)temp=tmh;temp=8;temp|=tml;return temp;亞博科技亞博科技 51單片機(jī)開發(fā)板單片機(jī)開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視