day07 51单片机-18B20温度检测

18B20温度检测

1.1 需求描述

本案例讲解如何从18B20传感器获取温度信息并显示在LCD上。

1.2 硬件设计

1.2.1 硬件原理图

1.2.3 18B20工作原理

可以看到18B20有两根引脚负责供电，一根引脚负责数据交换。18B20就是通过数据线和单片机进行数据交换的。

1）18B20工作时序

2）初始化信号

#define DQ P44

/**
 * @brief 初始化方法
 *
 * @return 1代表存在，0代表不存在
 */
static bit Int_DS18B20_Init()
{
    bit result;

    // 主机拉低
    DQ = 0;
    Delay60us(8);

    // 主机释放DQ
    DQ = 1;
    Delay60us(1);

    // 查看18B20状态
    result = ~DQ;
    Delay60us(7);

    return result;
}
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3）写数据时序

写‘1’时序

写‘0’时序

写字节

让18B20测量温度，并将温度保存在RAM中。

根据说明书第五节“温度测量”，我们需要向18B20发送功能指令0x44，可以触发温度测量动作，根据上面的事件序列，我们可以得知，这一步的通信流程如下：

发送初始化信号。

发送跳过ROM命令的指令（因为我们不需要ROM命令），查询ROM命令列表可得知，我们需要向18B20发送0xCC。

发送温度测量指令，查询功能命令列表可得知，我们需要向18B20发送0x44。
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4）读数据时序

5）从18B20中读取刚刚测量的温度。

查询说明书的命令指令可得知，如果我们想读取18B20寄存器，需要向18B20发送功能指令0xBE，再从18B20中连续接收9字节数据。这9字节数据中，只有前两个字节是我们需要的温度数据。所以我们在接收两个字节后，需要再发送一次复位（初始化）信号，打断接下来的数据传输。整个通信流程如下：

 发送初始化信号。

 发送跳过ROM命令的指令0xCC。

 发送读取寄存器的命令0xBE。

 接收两个字节。

 发送初始化信号打断传输。
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1.3软件设计

1）Util.h

在Util.h中加入新的延时函数声明。

/**
 * @brief 延时10us
 *
 */
void Delay10us();

/**
 * @brief 延时50us
 *
 */
void Delay50us();

/**
 * @brief 延时60us
 *
 * @param n 倍数
 */
void Delay60us(u8 n);
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2）Util.c

void Delay60us(u8 n) //@11.0592MHz
{
    unsigned char data i;

    while (n--)
    {
        i = 25;
        while (--i)
            ;
    }
}

void Delay10us() //@11.0592MHz
{
    unsigned char data i;

    i = 2;
    while (--i)
        ;
}

void Delay50us() //@11.0592MHz
{
    unsigned char data i;

    _nop_();
    i = 20;
    while (--i)
        ;
}
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3）Int_DS18B20.h

在Int目录下创建Int_DS18B20.h，写入以下内容。

#ifndef __INT_DS18B20_H__
#define __INT_DS18B20_H__
#include <STC89C5xRC.H>
#include "Util.h"

/**
 * @brief 获取温度
 *
 * @return u8
 */
u8 Int_DS18B20_GetTemperature();

#endif
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4）Int_DS18B20.c

在Int目录下创建Int_DS18B20.c，写入以下内容。

#include "Int_DS18B20.h"

#define DQ P44

/**
 * @brief 初始化方法
 *
 * @return 1代表存在，0代表不存在
 */
static bit Int_DS18B20_Init()
{
    bit result;

    // 主机拉低
    DQ = 0;
    Delay60us(8);

    // 主机释放DQ
    DQ = 1;
    Delay60us(1);

    // 查看18B20状态
    result = ~DQ;
    Delay60us(7);

    return result;
}

/**
 * @brief 向18B20发送字节
 *
 * @param dat 要发送的字节
 */
static void Int_DS18B20_SendByte(u8 dat)
{
    u8 i;

    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        // 首先拉低总线
        DQ = 0;
        // 延时10us
        Delay10us();
        // 根据要发送的bit决定是高是低
        DQ = dat & 0x1;
        dat >>= 1;
        // 延时50us
        Delay50us();
        // 释放总线
        DQ = 1;
    }
}

/**
 * @brief 从18B20读取字节
 *
 * @return u8 读取的字节
 */
static u8 Int_DS18B20_RecvByte()
{
    u8 i, result = 0;

    // 8个bit
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        // 主机初始化读时段
        DQ = 0;
        result >>= 1;
        DQ = 1;
        // 等待10us
        Delay10us();

        // 采样
        if (DQ == 1)
        {
            result |= 0x80;
        }
        // 等待整个读时段过去
        Delay50us();
    }

    return result;
}

u8 Int_DS18B20_GetTemperature()
{
    u8 ls_byte, ms_byte;

    // 初始化
    Int_DS18B20_Init();
    // 发送跳过ROM指令的指令（0xCC)
    Int_DS18B20_SendByte(0xCC);
    // 发送温度转换指令(0x44)
    Int_DS18B20_SendByte(0x44);

    // 初始化
    Int_DS18B20_Init();
    // 发送0xCC
    Int_DS18B20_SendByte(0xCC);
    // 发送读取暂存器指令(0xBE)
    Int_DS18B20_SendByte(0xBE);
    // 收字节，总共9个，只要两个
    ls_byte = Int_DS18B20_RecvByte();
    ms_byte = Int_DS18B20_RecvByte();
    // 初始化
    Int_DS18B20_Init();

    // 将读取到的两字节转化成温度返回
    ls_byte >>= 4;
    ms_byte <<= 4;

    return ms_byte | ls_byte;
}
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5）Main.c

在Main.c文件中，写入以下内容。

#include <STC89C5xRC.H>
#include "Int_LCD1602.h"
#include "Int_DS18B20.h"

void main()
{
    Int_LCD1602_Init();

    while (1)
    {
        Int_LCD1602_ShowNum(0, 0, Int_DS18B20_GetTemperature());
        Delay1ms(500);
    }
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s_byte | ls_byte;
}

**5）Main.c**

在Main.c文件中，写入以下内容。

```c
#include <STC89C5xRC.H>
#include "Int_LCD1602.h"
#include "Int_DS18B20.h"

void main()
{
    Int_LCD1602_Init();

    while (1)
    {
        Int_LCD1602_ShowNum(0, 0, Int_DS18B20_GetTemperature());
        Delay1ms(500);
    }
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