温度传感器

DS18B20
- 简介
- 特点
- 实物图
- 原理图
- 内部结构
- - (1) 64位(激)光刻只读存储器
  - (2) DS18B20温度转换规则
  - (3) DS18B20温度传感器的存储器
  - (4) 配置寄存器
- ROM指令
- RAM指令
编程原理
- DS18B20初始化
- DS18B20读时序
- DS18B20写时序
- 大致过程
代码实现

DS18B20

简介

DS18B20数字温度传感器接线方便，封装后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

特点

1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电
2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微
处理器与DS18B20的双向通讯。
3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网
多点测温。
4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一
只三极管的集成电路内。
5、温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃
6、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃
和0.0625℃，可实现高精度测温。
7、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms
内把温度值转换为数字，速度更快。
8、测量结果直接输出数字温度信号，以"一根总线"串行传送给CPU，同时可传送
CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。
9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

实物图

原理图

内部结构

(1) 64位(激)光刻只读存储器

光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。

(2) DS18B20温度转换规则

DS18B20的核心功能是它可以直接读出数字的温度数值。温度传感器的精度为用户可编程的9，10，11或12位，分别以0.5℃，0.25℃，0.125℃和0.0625℃增量递增。在上电状态下默认的精度为12位。

DS18B20启动后保持低功耗等待状态,当需要执行温度测量和AD转换时，总线控制器必须发出[44h]命令。转换完以后，产生的温度数据以两个字节的形式被存储到高速暂存器的温度寄存器中，DS18B20继续保持等待状态。

这是12位转化后得到的12位数据，存储在DS18B20的两个8位的RAM中，高字节的前5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为‘0’，只要将测到的数值乘以0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为‘1’，测到的数值需要先减1再取反再乘以0.0625即可得到实际温度。

(3) DS18B20温度传感器的存储器

DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高度的暂存器RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPROM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。

(4) 配置寄存器

存储器的第4位为配置寄存器，其组织见图8，用户可按表3所示设置R0和R1位来设定DS18B20的精度。上电默认设置：R0=1、R1=1(12位精度)。注意：精度和转换时间之间有直接的关系。暂存器的位7和位0-4被器件保留，禁止写入。

ROM指令

RAM指令

编程原理

DS18B20初始化

(1).数据线拉到低电平“0”。
(2).延时480微妙（该时间的时间范围可以从480到960微妙）。
(3).数据线拉到高电平“1”。
(4).延时等待80微妙。如果初始化成功则在15到60微妙时间内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”.根据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时判断。
(5).若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（3）步的时间算起）最少要480微妙。

DS18B20读时序

(1).将数据线拉低“0”。
(2).延时1微妙。
(3).将数据线拉高“1”,释放总线准备读数据。
(4).延时10微妙。
(5).读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。
(6).延时45微妙。
(7).重复1～7步骤，直到读完一个字节。

DS18B20写时序

(1).数据线先置低电平“0”
(2).延时15微妙。
(3).按从低位到高位的顺序发送数据(一次只发送一位)。
(4).延时60微妙。
(5).将数据线拉到高电平。
(6).重复1～5步骤，直到发送完整的字节。
(7).最后将数据线拉高。

大致过程

上面罗列了很多关于DS18B20的基础知识，但是在用于单片机时，用到的东西不是很多，主要是能读懂时序，控制好延时时间即可。

首先对DS18B20初始化，根据返回值检测DS18B20是否正常工作。
写字节，每次只能写入一位，先发送低位，所以需要循环八次
读字节函数，每次只能读1位
发送温度转换控制指令
发送读取RAM温度数据指令
处理好温度数据
用数码管动态显示

具体细节请看下方代码

代码实现

main函数

#include<reg52.h>
#include<temp.h>//调用编写好的头文件typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;sbit LSA=P2^2;//位定义，实现数码管位选
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;u8 DisplayData[8];
u8 code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//显示数字0~9void delay(u16 i) //延时函数
{while(i--);
}void datapros(int temp)    //处理数据函数
{float tp;if(temp<0){DisplayData[0]=0x40;//显示符号temp=temp-1;    //先减一再取反temp=~temp;tp=temp;temp=tp*0.0625*100+0.5;   //+0.5是为四舍五入，*100为了保留两位小数，因为tp是浮点型数据，而temp是整型数据  ，转换为整型时会自动舍去小数点后的数}else{DisplayData[0]=0x00;  //显示符号tp=temp;temp=tp*0.0625*100+0.5;}DisplayData[1]=smgduan[temp%100000/10000];//显示百位DisplayData[2]=smgduan[temp%10000/1000];  //显示十位DisplayData[3]=smgduan[temp%1000/100]|0x80;//显示个位和小数点DisplayData[4]=smgduan[temp%100/10];//显示小数点后一位DisplayData[5]=smgduan[temp%10/1];// 显示小数点后第二位
}void DigDisplay()
{u8 i;for(i=0;i<6;i++) //数码管位选，通过动态扫描，达到一种静态显示效果{switch(i){case(0):LSA=1;LSB=1;LSC=1;break;case(1):LSA=0;LSB=1;LSC=1;break;case(2):LSA=1;LSB=0;LSC=1;break;case(3):LSA=0;LSB=0;LSC=1;break;case(4):LSA=1;LSB=1;LSC=0;break;case(5):LSA=0;LSB=1;LSC=0;break;}P0=DisplayData[i];delay(100);P0=0x00;//消影}
}void main()
{while(1){datapros(Ds18b20ReadTemp()); //将读取到的温度数据处理，存储到DisplayData中DigDisplay();//显示温度  }
}

temp函数文件

#include<temp.h> //包含编写好的头文件void Delay1ms(uint y) //延时yms函数
{uint x;for(;y>0;y--){for(x=110;x>0;x--);}
}uchar Ds18b20Init()     //DS18B20初始化函数
{uchar i;DSPORT=0;//先将数据线拉低                  i=70;while(i--);//延时642ms，也可以使用延时函数           DSPORT=1;//再将数据线拉高i=0; //变量清零while(DSPORT)//如果DS18B20能正常工作则会使数据线拉低退出循环{Delay1ms(1);i++;if(i>5){return 0;//如果5ms没有终止循环则自动退出循环，且返回0}        }return 1; //正常工作返回1}void Ds18b20WriteByte(uchar dat)   //DS18B20写字节函数
{uint i,j;for(j=0;j<8;j++) //循环写8次{DSPORT=0; //数据线拉低i++;//延时DSPORT=dat&0x01;  //前七位均变为0，只保留dat的最后一位i=6;while(i--);//延时68微秒DSPORT=1; //拉高数据线dat>>=1; //数据右移一位，最低位舍弃，最高位补0}
}uchar Ds18b20ReadByte()       //DS18B20读字节函数
{uchar byte='0',bi;uint i,j;for(j=8;j>0;j--){DSPORT=0;  //拉低数据线i++;       //延时DSPORT=1;  //拉高数据线i++;      //延时大约6微秒i++;     //延时bi=DSPORT; //将DS18B20发送的数据给bibyte=(byte>>1)|(bi<<7);// 使先发来的数据移到高位，再依次右移，从而得到正确的数据i=4;while(i--);//延时}return byte;//返回读取到的数据
}void  Ds18b20ChangeTemp() //发送温度转换指令函数
{Ds18b20Init();  //初始化Delay1ms(1);   //延时1msDs18b20WriteByte(0xcc); //发送ROM指令Ds18b20WriteByte(0x44); //发送RAM指令 温度转换//为了连续显示就不加延时
}void  Ds18b20ReadTempCon() //发送读取RAM温度数据指令
{Ds18b20Init();Delay1ms(1);Ds18b20WriteByte(0xcc);Ds18b20WriteByte(0xbe);
}int  Ds18b20ReadTemp()//温度读取函数
{int temp=0;uchar tmh,tml;Ds18b20ChangeTemp(); Ds18b20ReadTempCon();tml=Ds18b20ReadByte(); //读取数据tmh=Ds18b20ReadByte();temp=tmh;temp<<=8; //使高八位数据左移八位temp|=tml; //组合低八位和高八位数据return temp;  //返回数据
}

头文件

#ifndef __TEMP_H_
#define __TEMP_H_#include<reg52.h>#ifndef uchar
#define uchar unsigned char
#endif#ifndef uint
#define uint unsigned int
#endifsbit DSPORT=P3^7;void Delay1ms(uint y);
uchar Ds18b20Init();
void Ds18b20WriteByte(uchar dat);
uchar Ds18b20ReadByte();
void  Ds18b20ChangeTemp();
void  Ds18b20ReadTempCon();
int  Ds18b20ReadTemp();#endif

51单片机学习——9--温度传感器DS18B20相关推荐

AutoLeaders控制组——51单片机学习笔记（DS18B20温度传感器、LCD1602、直流电机+PWM）
本篇内容是观看B站江科大自化协UP主的教学视频所做的笔记,对其中内容有所引用,并结合自己的单片机板块进行了更改调整. 以下笔记内容以一个视频为一个片段(内容较多,可能不适合速食,望见谅) 一些内容涉及 ...
基于51单片机ds1302时钟、ds18b20、lcd12864的恒温器
目录项目:基于51单片机ds1302时钟.ds18b20的恒温器功能说明: 运行流程: 效果展示: 供电方式: 用途: 提高: 附: ...
51单片机学习历程——硬件准备＆开发环境搭建
系列文章目录第一章 51单片机学习历程(1)--开发环境搭建第二章 51单片机学习历程(2)--建立新的工程第三章 51单片机学习历程(3)--点亮一颗LED 第四章 51单片机学习历程(4)- ...
AutoLeaders控制组—51单片机学习笔记
文章目录 AutoLeaders控制组-51单片机学习笔记 1.1单片机及开发板介绍单片机介绍单片机应用领域 STC89C52单片机内部结构开发板介绍 2.1点亮一个Led 新建工程编程认 ...
51单片机学习笔记-1简介及点灯
51单片机学习笔记文章目录 51单片机学习笔记 1. 51单片机简介 1.1 安装软件 1.2 单片机简介 2. LED灯 2.1点亮一个LED 2.1.1原理分析 2.1.2 创建工程 2.2LE ...
【51单片机】51单片机学习资料合集
[51单片机]51单片机学习资料合集资源文件架构一次全部保存是保存不了的,超过了文件上限,需要分批保存,对于爱好学习和感兴趣学习51单片机的人来说是一波很不错的福利,希望大家多多支持. 51程序 ...
单片机c语言北航,【下载资料】《51单片机学习笔记》北航版
原标题:[下载资料]<51单片机学习笔记>北航版如果手机下载有问题,请移步至电脑端,链接:https://forum.mianbaoban.cn/t/topic/36906 内容简介本 ...
51单片机学习日记 | LCD1602黑块和闪烁问题的处理
51单片机学习日记芯片:STM89C516RD+ 开发板:普中A4 学习:By 江科大自化协 LCD1602模块问题的处理办法: 第一行黑块原因是初始化有问题:LCD1602如果没有初始化就会出现 ...
51单片机学习之智能小车(1)
说明这是我学习一段时间51之后自己动手做的,比较简陋.此篇作为总结和复习,如有问题,请评论指出. 下篇:51单片机学习之智能小车(2) 小车概述(功能,所用模块) (1)蓝牙控制通过手机上蓝牙串口 ...
51单片机学习笔记2 仿真器的使用及STC89Cxx简介
51单片机学习笔记2 仿真器的使用及STC89Cxx简介) 一.连接步骤 1. 硬件连接 2. 安装软件驱动 3. 检查是否安装成功二.仿真步骤 1. 打开一个51工程 2. 选择仿真设备 3. S ...

51单片机学习——9--温度传感器DS18B20