单片机实例35——DS18B20数字温度计使用（硬件电路图+C语言程序）_ds18b20电路图

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

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);
	}
}