C51---13 DS18B20温度传感器

  • DS18B20介绍
    • 引脚及电路
    • 内部结构图
    • 存储器的结构
  • 单总线介绍
    • 单总线电路规范
    • 单总线时序结构❗
  • DS18B20操作流程
    • DS18B20数据帧
    • 温度存储格式
  • DS18B20温度读取✨
    • 代码
      • main.c
      • DS18B20.c
      • oneWire.c
    • 实验结果
  • DS18B20温度报警✨
    • 代码
      • main.c
      • DS18B20.c
      • key.c
      • timer0.c
      • onewire.c
      • AT24C02.C
      • I2C.c
  • 实验结果

DS18B20介绍

引脚及电路

内部结构图

存储器的结构

单总线介绍

单总线电路规范

单总线时序结构❗




DS18B20操作流程

DS18B20数据帧

温度存储格式

DS18B20温度读取✨

在LCD上显示温度

代码

main.c

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"float T;void main()
{DS18B20_ConvertT();        //上电先转换一次温度，防止第一次读数据错误Delay(1000);           //等待转换完成LCD_Init();LCD_ShowString(1,1,"Temperature:");while(1){DS18B20_ConvertT();    //转换温度T=DS18B20_ReadT();   //读取温度if(T<0)                //如果温度小于0{LCD_ShowChar(2,1,'-');  //显示负号T=-T;            //将温度变为正数}else              //如果温度大于等于0{LCD_ShowChar(2,1,'+');   //显示正号}LCD_ShowNum(2,2,T,3);        //显示温度整数部分LCD_ShowChar(2,5,'.');      //显示小数点LCD_ShowNum(2,6,(unsigned long)(T*10000)%10000,4);//显示温度小数部分}
}

DS18B20.c

#include <REGX52.H>
#include "OneWire.h"//DS18B20指令
#define DS18B20_SKIP_ROM            0xCC
#define DS18B20_CONVERT_T           0x44
#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD     0xBE/*** @brief  DS18B20开始温度变换* @param  无* @retval 无*/
void DS18B20_ConvertT(void)
{OneWire_Init();OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);OneWire_SendByte(DS18B20_CONVERT_T);
}/*** @brief  DS18B20读取温度* @param  无* @retval 温度数值*/
float DS18B20_ReadT(void)
{unsigned char TLSB,TMSB;int Temp;float T;OneWire_Init();OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);OneWire_SendByte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);TLSB=OneWire_ReceiveByte();TMSB=OneWire_ReceiveByte();Temp=(TMSB<<8)|TLSB;T=Temp/16.0;return T;
}

oneWire.c

#include <REGX52.H>//引脚定义
sbit OneWire_DQ=P3^7;/*** @brief  单总线初始化* @param  无* @retval 从机响应位，0为响应，1为未响应*/
unsigned char OneWire_Init(void)
{unsigned char i;unsigned char AckBit;OneWire_DQ=1;OneWire_DQ=0;i = 247;while (--i);     //Delay 500usOneWire_DQ=1;i = 32;while (--i);         //Delay 70usAckBit=OneWire_DQ;i = 247;while (--i);        //Delay 500usreturn AckBit;
}/*** @brief  单总线发送一位* @param  Bit 要发送的位* @retval 无*/
void OneWire_SendBit(unsigned char Bit)
{unsigned char i;OneWire_DQ=0;i = 4;while (--i);          //Delay 10usOneWire_DQ=Bit;i = 24;while (--i);            //Delay 50usOneWire_DQ=1;
}/*** @brief  单总线接收一位* @param  无* @retval 读取的位*/
unsigned char OneWire_ReceiveBit(void)
{unsigned char i;unsigned char Bit;OneWire_DQ=0;i = 2;while (--i);            //Delay 5usOneWire_DQ=1;i = 2;while (--i);            //Delay 5usBit=OneWire_DQ;i = 24;while (--i);         //Delay 50usreturn Bit;
}/*** @brief  单总线发送一个字节* @param  Byte 要发送的字节* @retval 无*/
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){OneWire_SendBit(Byte&(0x01<<i));}
}/*** @brief  单总线接收一个字节* @param  无* @retval 接收的一个字节*/
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void)
{unsigned char i;unsigned char Byte=0x00;for(i=0;i<8;i++){if(OneWire_ReceiveBit()){Byte|=(0x01<<i);}}return Byte;
}

实验结果

DS18B20温度报警✨

按键设置温度阈值
key1 最高温度+1
key2 最高温度- 1
key3 最低温度+1
key4 最低温度- 1
当温度超出最高温度 或者 低于最低温度时 将在LCD上显示报警

代码

main.c

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"
#include "AT24C02.h"
#include "Key.h"
#include "Timer0.h"float T,TShow;
char TLow,THigh;
unsigned char KeyNum;void main()
{DS18B20_ConvertT();        //上电先转换一次温度，防止第一次读数据错误Delay(1000);           //等待转换完成THigh=AT24C02_ReadByte(0); //读取温度阈值数据TLow=AT24C02_ReadByte(1);if(THigh>125 || TLow<-55 || THigh<=TLow){THigh=20;           //如果阈值非法，则设为默认值TLow=15;}LCD_Init();LCD_ShowString(1,1,"T:");LCD_ShowString(2,1,"TH:");LCD_ShowString(2,9,"TL:");LCD_ShowSignedNum(2,4,THigh,3);LCD_ShowSignedNum(2,12,TLow,3);Timer0_Init();while(1){KeyNum=Key();/*温度读取及显示*/DS18B20_ConvertT(); //转换温度T=DS18B20_ReadT();   //读取温度if(T<0)                //如果温度小于0{LCD_ShowChar(1,3,'-');  //显示负号TShow=-T;        //将温度变为正数}else              //如果温度大于等于0{LCD_ShowChar(1,3,'+');   //显示正号TShow=T;}LCD_ShowNum(1,4,TShow,3);       //显示温度整数部分LCD_ShowChar(1,7,'.');      //显示小数点LCD_ShowNum(1,8,(unsigned long)(TShow*100)%100,2);//显示温度小数部分/*阈值判断及显示*/if(KeyNum){if(KeyNum==1)    //K1按键，THigh自增{THigh++;if(THigh>125){THigh=125;}}if(KeyNum==2)   //K2按键，THigh自减{THigh--;if(THigh<=TLow){THigh++;}}if(KeyNum==3)   //K3按键，TLow自增{TLow++;if(TLow>=THigh){TLow--;}}if(KeyNum==4)  //K4按键，TLow自减{TLow--;if(TLow<-55){TLow=-55;}}LCD_ShowSignedNum(2,4,THigh,3); //显示阈值数据LCD_ShowSignedNum(2,12,TLow,3);AT24C02_WriteByte(0,THigh);      //写入到At24C02中保存Delay(5);AT24C02_WriteByte(1,TLow);Delay(5);}if(T>THigh)          //越界判断{LCD_ShowString(1,13,"OV:H");}else if(T<TLow){LCD_ShowString(1,13,"OV:L");}else{LCD_ShowString(1,13,"    ");}}
}void Timer0_Routine() interrupt 1
{static unsigned int T0Count;TL0 = 0x18;       //设置定时初值TH0 = 0xFC;        //设置定时初值T0Count++;if(T0Count>=20){T0Count=0;Key_Loop();  //每20ms调用一次按键驱动函数}
}

DS18B20.c

#include <REGX52.H>
#include "OneWire.h"//DS18B20指令
#define DS18B20_SKIP_ROM            0xCC
#define DS18B20_CONVERT_T           0x44
#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD     0xBE/*** @brief  DS18B20开始温度变换* @param  无* @retval 无*/
void DS18B20_ConvertT(void)
{OneWire_Init();OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);OneWire_SendByte(DS18B20_CONVERT_T);
}/*** @brief  DS18B20读取温度* @param  无* @retval 温度数值*/
float DS18B20_ReadT(void)
{unsigned char TLSB,TMSB;int Temp;float T;OneWire_Init();OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);OneWire_SendByte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);TLSB=OneWire_ReceiveByte();TMSB=OneWire_ReceiveByte();Temp=(TMSB<<8)|TLSB;T=Temp/16.0;return T;
}

key.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"unsigned char Key_KeyNumber;/*** @brief  获取按键键码* @param  无* @retval 按下按键的键码，范围：0,1~4,0表示无按键按下*/
unsigned char Key(void)
{unsigned char Temp=0;Temp=Key_KeyNumber;Key_KeyNumber=0;return Temp;
}/*** @brief  获取当前按键的状态，无消抖及松手检测* @param  无* @retval 按下按键的键码，范围：0,1~4,0表示无按键按下*/
unsigned char Key_GetState()
{unsigned char KeyNumber=0;if(P3_1==0){KeyNumber=1;}if(P3_0==0){KeyNumber=2;}if(P3_2==0){KeyNumber=3;}if(P3_3==0){KeyNumber=4;}return KeyNumber;
}/*** @brief  按键驱动函数，在中断中调用* @param  无* @retval 无*/
void Key_Loop(void)
{static unsigned char NowState,LastState;LastState=NowState;               //按键状态更新NowState=Key_GetState();       //获取当前按键状态//如果上个时间点按键按下，这个时间点未按下，则是松手瞬间，以此避免消抖和松手检测if(LastState==1 && NowState==0){Key_KeyNumber=1;}if(LastState==2 && NowState==0){Key_KeyNumber=2;}if(LastState==3 && NowState==0){Key_KeyNumber=3;}if(LastState==4 && NowState==0){Key_KeyNumber=4;}
}

timer0.c

#include <REGX52.H>/*** @brief  定时器0初始化，1毫秒@12.000MHz* @param  无* @retval 无*/
void Timer0_Init(void)
{TMOD &= 0xF0;     //设置定时器模式TMOD |= 0x01;     //设置定时器模式TL0 = 0x18;       //设置定时初值TH0 = 0xFC;        //设置定时初值TF0 = 0;       //清除TF0标志TR0 = 1;      //定时器0开始计时ET0=1;EA=1;PT0=0;
}/*定时器中断函数模板
void Timer0_Routine() interrupt 1
{static unsigned int T0Count;TL0 = 0x18;       //设置定时初值TH0 = 0xFC;        //设置定时初值T0Count++;if(T0Count>=1000){T0Count=0;}
}
*/

onewire.c

#include <REGX52.H>//引脚定义
sbit OneWire_DQ=P3^7;/*** @brief  单总线初始化* @param  无* @retval 从机响应位，0为响应，1为未响应*/
unsigned char OneWire_Init(void)
{unsigned char i;unsigned char AckBit;EA=0;OneWire_DQ=1;OneWire_DQ=0;i = 247;while (--i);       //Delay 500usOneWire_DQ=1;i = 32;while (--i);         //Delay 70usAckBit=OneWire_DQ;i = 247;while (--i);        //Delay 500usEA=1;return AckBit;
}/*** @brief  单总线发送一位* @param  Bit 要发送的位* @retval 无*/
void OneWire_SendBit(unsigned char Bit)
{unsigned char i;EA=0;OneWire_DQ=0;i = 4;while (--i);            //Delay 10usOneWire_DQ=Bit;i = 24;while (--i);            //Delay 50usOneWire_DQ=1;EA=1;
}/*** @brief  单总线接收一位* @param  无* @retval 读取的位*/
unsigned char OneWire_ReceiveBit(void)
{unsigned char i;unsigned char Bit;EA=0;OneWire_DQ=0;i = 2;while (--i);          //Delay 5usOneWire_DQ=1;i = 2;while (--i);            //Delay 5usBit=OneWire_DQ;i = 24;while (--i);         //Delay 50usEA=1;return Bit;
}/*** @brief  单总线发送一个字节* @param  Byte 要发送的字节* @retval 无*/
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){OneWire_SendBit(Byte&(0x01<<i));}
}/*** @brief  单总线接收一个字节* @param  无* @retval 接收的一个字节*/
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void)
{unsigned char i;unsigned char Byte=0x00;for(i=0;i<8;i++){if(OneWire_ReceiveBit()){Byte|=(0x01<<i);}}return Byte;
}

AT24C02.C

#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"#define AT24C02_ADDRESS       0xA0/*** @brief  AT24C02写入一个字节* @param  WordAddress 要写入字节的地址* @param  Data 要写入的数据* @retval 无*/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(Data);I2C_ReceiveAck();I2C_Stop();
}/*** @brief  AT24C02读取一个字节* @param  WordAddress 要读出字节的地址* @retval 读出的数据*/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{unsigned char Data;I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);I2C_ReceiveAck();I2C_SendByte(WordAddress);I2C_ReceiveAck();I2C_Start();I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);I2C_ReceiveAck();Data=I2C_ReceiveByte();I2C_SendAck(1);I2C_Stop();return Data;
}

I2C.c

#include <REGX52.H>//引脚定义
sbit I2C_SCL=P2^1;
sbit I2C_SDA=P2^0;/*** @brief  I2C开始* @param  无* @retval 无*/
void I2C_Start(void)
{I2C_SDA=1;I2C_SCL=1;I2C_SDA=0;I2C_SCL=0;
}/*** @brief  I2C停止* @param  无* @retval 无*/
void I2C_Stop(void)
{I2C_SDA=0;I2C_SCL=1;I2C_SDA=1;
}/*** @brief  I2C发送一个字节* @param  Byte 要发送的字节* @retval 无*/
void I2C_SendByte(unsigned char Byte)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){I2C_SDA=Byte&(0x80>>i);I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;}
}/*** @brief  I2C接收一个字节* @param  无* @retval 接收到的一个字节数据*/
unsigned char I2C_ReceiveByte(void)
{unsigned char i,Byte=0x00;I2C_SDA=1;for(i=0;i<8;i++){I2C_SCL=1;if(I2C_SDA){Byte|=(0x80>>i);}I2C_SCL=0;}return Byte;
}/*** @brief  I2C发送应答* @param  AckBit 应答位，0为应答，1为非应答* @retval 无*/
void I2C_SendAck(unsigned char AckBit)
{I2C_SDA=AckBit;I2C_SCL=1;I2C_SCL=0;
}/*** @brief  I2C接收应答位* @param  无* @retval 接收到的应答位，0为应答，1为非应答*/
unsigned char I2C_ReceiveAck(void)
{unsigned char AckBit;I2C_SDA=1;I2C_SCL=1;AckBit=I2C_SDA;I2C_SCL=0;return AckBit;
}

实验结果

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