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ds18b20测温程序详解

DS18B20是一种单总线数字温度传感器,测试温度范围-55℃-125℃,具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点。网上关于DS18B20的资料很多,但是光有程序,没有讲解,导致身边很多同学即使拿到源码也无从下手,下面就来看一下ds18b20测温程序详解。

  DS18B20测温程序详解(超详细注释)

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit DQ = P2^2; //数据口define interface

sbit dula = P2^6; //数码管段选

sbit wela = P2^7; //数码管位选

uint temp; //温度值 variable of temperature

//不带小数点

unsigned char code table[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,

0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

//带小数点

unsigned char code table1[] = {0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef};

/*************精确延时函数*****************/

void delay(unsigned char i)

{

while(--i);

}

/******************************************

此延时函数针对的是12Mhz的晶振

delay(0):延时518us 误差:518-2*256=6

delay(1):延时7us (原帖写“5us”是错的)

delay(10):延时25us 误差:25-20=5

delay(20):延时45us 误差:45-40=5

delay(100):延时205us 误差:205-200=5

delay(200):延时405us 误差:405-400=5

*******************************************/

/*****************DS18B20******************/

void Init_Ds18b20(void) //DS18B20初始化send reset and iniTIalizaTIon command

{

DQ = 1; //DQ复位,不要也可行。

delay(1); //稍做延时

DQ = 0; //单片机拉低总线

delay(250); //精确延时,维持至少480us

DQ = 1; //释放总线,即拉高了总线

delay(100); //此处延时有足够,确保能让DS18B20发出存在脉冲。

}

uchar Read_One_Byte() //读取一个字节的数据read a byte date

//读数据时,数据以字节的最低有效位先从总线移出

{

uchar i = 0;

uchar dat = 0;

for(i=8;i》0;i--)

{

DQ = 0; //将总线拉低,要在1us之后释放总线

//单片机要在此下降沿后的15us内读数据才会有效。

_nop_(); //至少维持了1us,表示读时序开始

dat 》》= 1; //让从总线上读到的位数据,依次从高位移动到低位。

DQ = 1; //释放总线,此后DS18B20会控制总线,把数据传输到总线上

delay(1); //延时7us,此处参照推荐的读时序图,尽量把控制器采样时间放到读时序后的15us内的最后部分

if(DQ) //控制器进行采样

{

dat |= 0x80; //若总线为1,即DQ为1,那就把dat的最高位置1;若为0,则不进行处理,保持为0

}

delay(10); //此延时不能少,确保读时序的长度60us。

}

return (dat);

}

void Write_One_Byte(uchar dat)

{

uchar i = 0;

for(i=8;i》0;i--)

{

DQ = 0; //拉低总线

_nop_(); //至少维持了1us,表示写时序(包括写0时序或写1时序)开始

DQ = dat&0x01; //从字节的最低位开始传输

//指令dat的最低位赋予给总线,必须在拉低总线后的15us内,

//因为15us后DS18B20会对总线采样。

delay(10); //必须让写时序持续至少60us

DQ = 1; //写完后,必须释放总线,

dat 》》= 1;

delay(1);

}

}

uint Get_Tmp() //获取温度get the temperature

{

float tt;

uchar a,b;

Init_Ds18b20(); //初始化

Write_One_Byte(0xcc); //忽略ROM指令

Write_One_Byte(0x44); //温度转换指令

Init_Ds18b20(); //初始化

Write_One_Byte(0xcc); //忽略ROM指令

Write_One_Byte(0xbe); //读暂存器指令

a = Read_One_Byte(); //读取到的第一个字节为温度LSB

b = Read_One_Byte(); //读取到的第一个字节为温度MSB

temp = b; //先把高八位有效数据赋于temp

temp 《《= 8; //把以上8位数据从temp低八位移到高八位

temp = temp|a; //两字节合成一个整型变量

tt = temp*0.0625; //得到真实十进制温度值

//因为DS18B20可以精确到0.0625度

//所以读回数据的最低位代表的是0.0625度

temp = tt*10+0.5; //放大十倍

//这样做的目的将小数点后第一位也转换为可显示数字

//同时进行一个四舍五入操作。

return temp;

}

/****************数码码动态显示函数**************/

void Display(uint temp) //显示程序

{

uchar A1,A2,A3;

A1 = temp/100; //百位

A2 = temp%100/10; //十位

A3 = temp%10; //个位

dula = 0;

P0 = table[A1]; //显示百位

dula = 1; //打开段选,对应74573的锁存位,高电平不锁存

dula = 0;

wela = 0;

P0 = 0x7e;

wela = 1; //打开位选

wela = 0;

delay(0);

dula = 0;

P0 = table1[A2]; //显示十位,使用的是有小数点的数组(因为temp值扩大了10倍,虽然是十位,实际为个位)

dula = 1;

dula = 0;

wela = 0;

P0 = 0x7d;

wela = 1;

wela = 0;

delay(0);

P0 = table[A3]; //显示个位

dula = 1;

dula = 0;

P0 = 0x7b;

wela = 1;

wela = 0;

delay(0);

}

void main()

{

while(1)

{

Display(Get_Tmp());

}

}

  DS18B20内部结构图

主要由2部分组成:64位ROM、9字节暂存器,如图所示。

ds18b20测温程序详解

(1) 64 位ROM。它的内容是64 位序列号,它可以被看作是该DS18B20 的地址序列码,其作用是使每个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) 9字节暂存器包含:温度传感器、上限触发TH高温报警器、下限触发TL低温报警器、高速暂存器、8位CRC产生器。

  一、ds18b20器件原理:

原理图:

ds18b20测温程序详解

基本上所有的重要信息都在这张图上啦。很独特的一个点就是数据输入输出是共用一个管脚DQ的。

对于唯一的数据口,需要一定的执行顺讯:

  二、ds18b20执行序列

如图,每一次操作都必须满足上述顺序,若是缺少或者混乱,器件将不会返回值。

ds18b20测温程序详解

1、初始化:

通过单总线的所有执行操作处理都从一个初始化序列开始。初始化序列包括一个从总线控制器发出的复位脉冲和其后由从机发出的存在脉冲,存在脉冲让总线控制器知道DB18B20存在且已经做好操作准备。

2、ROM指令:

这里采用单从机模式(只有一个DB18B20),只挑取几个比较重要的指令做以说明

READ ROM[33h](读取ROM指令):

只有在总线上存在单只DS18B20的时候才能使用这条命令。该命令允许总线控制器在不使用搜索ROM指令的情况下读取从机的64位片序列码。如果总线上有不止一只从机,当所有从机试图同时传送信号时就会发生数据冲突。

SKIP ROM[CCh](忽略ROM指令) :

这条指令允许总线控制器不用提供64位ROM编码就是用功能指令。例如,总线控制器可以先发出一条忽略ROM指令,然后发出温度转换指令[44h],从而完成温度转换操作。注意:当只有一直从机在总线上时,无论如何,忽略ROM指令之后只能跟着发出一条读取暂存器指令[BEh]。

3、功能指令:

在总线控制器发给欲连接的DS18B20一条ROM指令后,跟着可以发送一条DS18B20功能指令。这些命令允许总线控制器读写DS18B20的暂存器,发起温度转换和识别电源模式。

CONVERT T[44h](温度转换指令):

这条命令用以启动一次温度转换。温度转换指令被执行,产生的温度转换结果数据以2个字节的形式被存储在告诉暂存器中,而后DS18B20保存等待状态。如果DS18B20以外部电源供电,总线控制器在发出该命令后跟着发出读时序,DS18B20如果处于转换中,将在总线上返回0,若温度转换完成,则返回1。

READ SCRATCHPAD(读取暂存器指令):

这条命令读取暂存器的内容。读取将从字节0开始,一直进行下去,直到第9字节(字节8)读完,如果不想读完所有字节,控制器可以在任何时间发出复位命令来终止读取。

  三.9字节暂存器结构图

以上是内部9 个字节的暂存单元(包括EEPROM)。

字节0~1 是温度存储器,用来存储转换好的温度。

字节2~3 是用户用来设置最高报警和最低报警值。这个可以用软件来实现。

字节4 是配置寄存器,用来配置转换精度,让它工作在9~12 位。

字节5~7 保留位。

字节8 CRC校验位。是64位ROM中的前56位编码的校验码。由CRC发生器产生。

ds18b20测温程序详解

  四.温度寄存器结构图

温度寄存器由两个字节组成,分为低8位和高8位。一共16位。

其中,第0位到第3位,存储的是温度值的小数部分。

第4位到第10位存储的是温度值的整数部分。

第11位到第15位为符号位。全0表示是正温度,全1表示是负温度。

表格中的数值,如果相应的位为1,表示存在。如果相应的位为0,表示不存在。

ds18b20测温程序详解

  五.配置寄存器

精度值:

9-bit 0.5℃

10-bit 0.25℃

11-bit 0.125℃

12-bit 0.0625℃

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  六.温度/数据关系

注意:如果温度是一个负温度,要将读到的数据减一再取反

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