蓝桥杯单片机基础部分——5、DS18B20温度传感器

前言

好久没有更新关于蓝桥杯单片机相关的模块了，今天更新一下数字温度传感器DS18B20的相关应用

单线数字温度计DS1820介绍

DS1820数字温度计提供9位(二进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DS1820 或从 DS1820 送出，因此从主机CPU到DSl820仅需一条线(和地线) 。DS1820的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个DS1820在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多个DS1820可以存放在同一条单线总线上，这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DS1820的测量范围从-55℃ 到+125℃ ，增量值为0.5℃ 。

DSl820中用于贮存测得的温度值的两个8位存贮器RAM，编号为0号和1号。1 号存贮器存放温度值的符号，如果温度为负(℃ )则1号存贮器8位全为1，否则全为0。0号存贮器用于存放温度值的补码 LSB(最低位)的 “1”表示 0.5 将存贮器中的二进制数求补再转换成十进制数并除以2就得到被测温度值(-55℃~125℃ ) 。
每只D51820都可以设置成两种供电方式，即数据总线供电方式和外部供电方式，采取数据总线供电方式可以节省一根导线，但完成温度测量的时间较长,采取外部供电方式则多用一根导线，但测量速度较快。
在这里插入图片描述

温度计算

DS18B20用12位存贮温值度，最高位为符号位，下图为18b20的温度存储方式负温度S=1，正温度S=0，如
0550H 为+85℃ ，0191H 为 25.0625℃ ，FC90H为-55℃
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DSl820工作过程及时序

DSl820 工作过程中的协议如下

1、初始化
单总线上的所有处理均从初始化开始
2、ROM操作品令
总线主机检测到DS18B20的存在便可以发出ROM操作命令之一
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3、存储器操作命令
在这里插入图片描述
4、时序
主机使用时间隙来读写DS18B20的数据位和写命令字的位
(1)初始化
主机总线to时刻发送一复位脉冲(最短为480us的低电平信号)，接着在t1时刻释放总线并进入接收状态，DSl820在检测到总线的上升沿之后，等待15-60us，接DS18B20在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60-240 us)，如图中虚线所示
在这里插入图片描述

(2)写时间隙
当主机总线t o时刻从高拉至低电平时，就产生写时间隙,从to时刻开始15us之内应将所需写的位送到总线上，DS18B20在t。后15-60us间对总线采样，若低电平写入的位是0，若高电平，写入的位是1，连续写2位间的间隙应大于1us
在这里插入图片描述
(3)读时间隙
主机总线to时刻从高拉至低电平时，总线只须保持低电平1 7ts。之后在t1时刻将总线拉高，产生读时间隙，读时间隙在t1时刻后t 2时刻前有效。t2距t0为15us 也就是说：t2时刻前主机必须完成读位，并在t0后的60us一120us内释放总线，读位子程序
在这里插入图片描述

代码

又臭又长的介绍，总不如代码来的实惠，直接上代码

onewire.c

#include "onewire.h"

//单总线延时函数
void Delay_OneWire(unsigned int t)
{
  while(t--);
}

//DS18B20芯片初始化
bit Init_DS18B20(void)
{
	bit initflag = 0;
	DQ = 1;
	Delay_OneWire(120);
	DQ = 0;
	Delay_OneWire(800); 
	DQ = 1;
	Delay_OneWire(100); 
	initflag = DQ;    
	Delay_OneWire(50);
  
	return initflag;
}

//通过单总线向DS18B20写一个字节
void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ = 0;
		DQ = dat&0x01;
		Delay_OneWire(50);
		DQ = 1;
		dat >>= 1;
	}
	Delay_OneWire(50);
}

//从DS18B20读取一个字节
unsigned char Read_DS18B20(void)
{
	unsigned char i;
	unsigned char dat;
  
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ = 0;
		dat >>= 1;
		DQ = 1;
		if(DQ)
		{
			dat |= 0x80;
		}	    
		Delay_OneWire(50);
	}
	return dat;
}

onewire.h

#ifndef _ONEWIRE_H
#define _ONEWIRE_H

#include <REGX52.H>



#define OW_SKIP_ROM 0xcc
#define DS18B20_CONVERT 0x44
#define DS18B20_READ 0xbe

//IC引脚定义
sbit DQ = P1^4;

//函数声明
void Delay_OneWire(unsigned int t);
void Write_DS18B20(unsigned char dat);
bit Init_DS18B20(void);
unsigned char Read_DS18B20(void);

#endif

实际使用部分代码

unsigned int ds18b20()
{
	unsigned int LSB,MSB;
	unsigned int temp = 0;
	Init_DS18B20();
	Write_DS18B20(0xcc);//跳过读序号列号的操作
	Write_DS18B20(0x44);//启动温度转换
	
	Init_DS18B20();
	Write_DS18B20(0xcc);//跳过读序号列号的操作
	Write_DS18B20(0xbe);//读取温度寄存器
	LSB = Read_DS18B20();//读低8位
	MSB = Read_DS18B20();//读高8位
	temp = MSB;
	temp = (temp<<8) |LSB;
	temp *= 0.0625;
	return temp;
}