1、设计方案
用一片DS18B20构成测温系统,测量的温度精度达到0.1度,测量的温度的范围在-20度到+100度之间,用8位数码管显示出来。
2、工作原理
DS18B20基本知识
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,具有线路简单,体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信线,可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。
1)、DS18B20产品的特点
(a)、只要求一个端口即可实现通信。
(b)、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
(c)、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
(d)、测量温度范围在-55。C到+125。C之间。
(e)、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
(f)、内部有温度上、下限告警设置。
2)、DS18B20的引脚介绍
TO-92封装的DS18B20的引脚排列见下图,其引脚功能描述见表1。
序号 名称 引脚功能描述
1 GND 地信号
2 DQ 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源。
3 VDD 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。
3)、DS18B20的使用方法
由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。
DS18B20的读时序
对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。
对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后,在15秒之内就得释放单总线,以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程,至少需要60us才能完成。
DS18B20的写时序
对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。
对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同,当要写0时序时,单总线要被拉低至少60us,保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平,当要写1时序时,单总线被拉低之后,在15us之内就得释放单总线。
3、电路图
4、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)%256;
- 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)%256;
- 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%10;
- 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])%10;
- displaybuf[1]=(dotcode[x])/10;
- while(resetpulse());
- writecommandtods18b20(0xcc);
- writecommandtods18b20(0x44);
- }
- }