单片机实例35——DS18B20数字温度计使用（硬件电路图+C语言程序）

35． DS18B20数字温度计使用

1．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

　　（1）、只要求一个端口即可实现通信。

　　（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。

　　（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

　　（4）、测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。

　　（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。

　　（6）、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的引脚排列见图1，其引脚功能描述见表1。

（底视图）图1

表1　DS18B20详细引脚功能描述

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的复位时序

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。

4．实验任务

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。

5．电路原理图

6．系统板上硬件连线

（1）．把“单片机系统”区域中的P0.0－P0.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端子上。

（2）．把“单片机系统”区域中的P2.0－P2.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。

（3）．把DS18B20芯片插入“四路单总线”区域中的任一个插座中，注意电源与地信号不要接反。

（4）．把“四路单总线”区域中的对应的DQ端子连接到“单片机系统”区域中的P3.7/RD端子上。

7． C语言源程序

#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)%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);}
}

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