DS18B20测温教程

DS18B20

一、DS18B20背景介绍

美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持 "一线总线"接口的温度传感器，在其内部使用了在板（O N-B0ARD）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。

二、DS18B20主要特性

在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。因此，DS18B20具有以下特性：

１.适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电

２.独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯

３.DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温

４.DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内

５.温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃

６.可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.

5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温

７.在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快８.测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力９.负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

三、DS18B20的外形和内部结构

1、DS18B20的外形结构如下图所示：

DS18B20引脚定义：

（1）DQ为数字信号输入/输出端；

（2）GND为电源地；

（3）VDD为外接供电电源输入端。

2、DS18B20内部结构图如下所示:

DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

四、DS18B20的工作原理

DS18B20测温原理如下图所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图中的斜率累加

器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。

读和写操作

各种操作命令都是向DS18B20写0和写1组成的命令字节，接收数据时也是从DS18B20读取0或1的过程。

写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒，写周期一开始作为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始，随后若主机想写0，则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平；若主机想写1，在一开始拉低总线电平1微秒后就释放总线为高电平，一直到写周期结束。而作为从机的DS18B20则在检测到总线被拉低后等待15微秒然后从15μs到45μs开始对总线采样，在采样期内总线为高电平则为1，若采样期内总线为低电平则为0。

对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程，读时序是从主机把单总线拉低之后，在1微秒之后就得释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束；若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确认为0，采样期内总线为高电平则确认为1，完成一个读时序过程，至少需要60μs才能完成。

了解了它的结构和工作原理，我们来看一下它是怎么运用在51开发板中的吧！

它在开发板中的局部连接原理图如下图所示：

由原理图可知，当我们运用DS18B20温度传器模块时，我们需要用跳帽插在1WRIE对应的排针上，实现与主板的连接。当传感器监测到周围的温度时，显示在数码管上，所以需要把跳帽插在138A、138B、138C对应的排针上。烧进程序，复位后，显示如下图所示：

当你用手去触摸DS18B20温度传感器时，温度会发生变化：

那么，问题来了

开发板是怎么实现这一功能的呢？让我们来一起揭开它的神秘面纱吧！

Tip1.

/*************************此部分为DS18B20的驱动程序*************************************/ #pragma SRC

#include

#include

sbit D18B20=P1^7;

#define NOP() _nop_() /* 定义空指令 */

#define _Nop() _nop_() /*定义空指令*/

void TempDelay (unsigned char idata us);

void Init18b20 (void);

void WriteByte (unsigned char idata wr); //单字节写入

void read_bytes (unsigned char idata j);

unsigned char CRC (unsigned char j);

void GemTemp (void);

void Config18b20 (void);

void ReadID (void);

void TemperatuerResult(void);

bit flag;

unsigned int idata Temperature;

unsigned char idata temp_buff[9]; //存储读取的字节，read scratchpad为9字节，read rom ID为8字节

unsigned char idata id_buff[8];

unsigned char idata *p,TIM;

unsigned char idata crc_data;

unsigned char code CrcTable [256]={

0, 94, 188, 226, 97, 63, 221, 131, 194, 156, 126, 32, 163, 253, 31, 65,

157, 195, 33, 127, 252, 162, 64, 30, 95, 1, 227, 189, 62, 96, 130, 220,

35, 125, 159, 193, 66, 28, 254, 160, 225, 191, 93, 3, 128, 222, 60, 98, 190, 224, 2, 92, 223, 129, 99, 61, 124, 34, 192, 158, 29, 67, 161, 255,

70, 24, 250, 164, 39, 121, 155, 197, 132, 218, 56, 102, 229, 187, 89, 7, 219, 133, 103, 57, 186, 228, 6, 88, 25, 71, 165, 251, 120, 38, 196, 154,