DS18B20温度传感器_ds18b20温度检测工作流程

一、DS18B20介绍

•DS18B20是一种常见的数字温度传感器，其控制命令和数据都是以数字信号的方式输入输出，相比较于模拟温度传感器，具有功能强大、硬件简单、易扩展、抗干扰性强等特点

二、引脚及应用电路

（左图为课程中的图片，右图为我的原理图中的图片）

三、内部结构框图

（没有懂但没关系）

存储器（暂存器）结构：

 

Byte0和Byte1分别存储温度的低位和高位，默认为85

不能直接读写EEPROM，需要先将数据写入暂存器，然后通过通信，将数据在写入EEPROM，读出数据同理

Byte5、Byte6和Byte7为保留字段

四.单总线时序结构

1.初始化：主机将总线拉低至少480us，然后释放总线，等待15~60us后，存在的从机会拉低总线60~240us以响应主机，之后从机将释放总线（实际写程序中，一般取中间值）

2.发送一位：主机将总线拉低60~120us，然后释放总线，表示发送0；主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，表示发送1。从机将在总线拉低30us后（典型值）读取电平，整个时间片应大于60us

3.也就是说，在30us这个时间点，读取总线的电平状态，如果是高电平，则表示发送1，如果是低电平，则表示发送0

实际操作：

发送一个字节：连续调用8次发送一位的时序，依次发送一个字节的8位（低位在前）

接收一个字节：连续调用8次接收一位的时序，依次接收一个字节的8位（低位在前）

五.DS18B20操作流程

•初始化：从机复位，主机判断从机是否响应

•ROM操作：ROM指令+本指令需要的读写操作

•功能操作：功能指令+本指令需要的读写操作

ROM操作就是访问64位ROM，功能操作就是访问暂存器

DS18B20数据帧

•温度变换：初始化→跳过ROM →开始温度变换

•温度读取：初始化→跳过ROM →读暂存器→连续的读操作

温度存储格式

（S是符号位，温度为负，则BIT11-15全为1，温度为正，则BIT11-15全为0）

六、代码部分

1.利用DS18B20读取温度并将温度显示在LCD1602上

写一位数据函数

void OneWire_SendBit(unsigned char Bit)
{//初始化后，发送数据，初始化完成后，若有从机，则从机响应完之后会自动释放总线
	unsigned char i;
	
	//拉低总线
	OneWire_DQ = 0;
	
	//在10us时，发送一位数据
	//软件生成的延时函数调用需要4us左右，因为这里把延时代码放到读数据函数里面了，没有另外定义一个延时函数，故延时14us(软件生成)
	//延时10us
	_nop_();
	i = 4;
	while (--i);
	//发送数据
	OneWire_DQ = Bit;
	//延时50us（总共60us，之前延时10us，再延时50us可完成时序）软件生成延时54us
	_nop_();
	i = 24;
	while (--i);
	//释放总线
	OneWire_DQ = 1;
}

读一位数据函数

unsigned char OneWire_ReceiveBit()
{
	unsigned char i;
	unsigned char Bit;
	//拉低总线
	OneWire_DQ = 0;
	//延时5us(软件生成9us)
	i = 2;
	while (--i);
	//释放总线
	OneWire_DQ = 1;
	//延时5us(软件生成9us)
	i = 2;
	while (--i);
	Bit = OneWire_DQ;
	//延时50us（软件生成延时54us）
	_nop_();
	i = 24;
	while (--i);
	
	return Bit;
}

发送和接收字节函数

void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{//依次从低到高取出Byte的各个位
		OneWire_SendBit(Byte&(0x01<<i));
	}
}
 
unsigned char OneWire_ReceiveByte()
{
	unsigned char i, Byte = 0x00;
	for(i=0;i<8;i++)
	{//依次从低到高为Byte的各个位赋值
		if(OneWire_ReceiveBit())//bit为0，跳过赋值（默认为0），bit为1，为对应位赋值为1
		{
			Byte |= (0x01<<i);
		}
	}
	return Byte;
}

温度变换函数

#define DS18B20_SKIP_ROM 	0xCC
#define DS18B20_CONVERT_T 	0x44
 
void DS18B20_ConvertT()
{
	OneWire_Init();
	OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
	OneWire_SendByte(DS18B20_CONVERT_T);
}

温度读取函数

#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD     0xBE
 
float DS18B20_ReadT()
{
	unsigned char TLSB, TMSB;
	int temp;
	float temperature;
	OneWire_Init();
	OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
	OneWire_SendByte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);
	//此时，总线控制权交给从机
	TLSB = OneWire_ReceiveByte();
	TMSB = OneWire_ReceiveByte();
	//TMSB左移8位再和TLSB进行或运算即可获得16位的数值
	temp = (TMSB<<8)|TLSB;
	//根据图6，温度值的小数点在BIT4与BIT3之间，故将temp除以16即可得到温度值（右移一位相当于除以2）
	temperature = temp/16.0;//强制转换为浮点数
}

主函数

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
 
void main()
{
	float t;//温度
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Temperature");
	
	while(1)
	{
		DS18B20_ConvertT();
		t = DS18B20_ReadT();
		if(t < 0)
		{
			LCD_ShowChar(2,1,'-');
			t = -t;//负数转为正数
		}
		else
		{
			LCD_ShowChar(2,1,'+');
		}
		LCD_ShowNum(2,2,t,3);//这个函数第三个参数为unsigned int，t是float型，会自动转为unsigned int（即小数部分丢失）
		LCD_ShowChar(2,5,'.');
		//t先乘以10000,将t转化为没有小数的整数，因t是16位的，乘以10000后可能超出unsigned int的表示范围，
		//于是将其转为unsigned long，之后再对10000取余，取出后四位（即原来t的小数位）
		LCD_ShowNum(2,6,(unsigned long)(t*10000)%10000,3);
	}
}