ds18b20资料及程序

最近都在学习和写单片机的程序, 今天有空又模仿DS18B20温度测量显示实验写了一个与DS18B20基于单总线通信的程序.

DS18B20 数字温度传感器(参考:智能温度传感器DS18B20的原理与应用)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。DS18B20 产品的特点:

（1）、只要求一个I/O 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 到＋125℃之间; 在-10 ~ +85℃范围内误差为±5℃;

（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9 位到12 位选择。将12位的温度值转换为数字量所需时间不超过750ms;

（6）、内部有温度上、下限告警设置。

DS18B20引脚分布图

DS18B20 详细引脚功能描述:

1、GND 地信号；

2、DQ数据输入出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用在寄生电源下，此引脚可以向器件提供电源；漏极开路, 常太下高电平. 通常要求外接一个约5kΩ的上拉电阻.

3、VDD可选择的VDD 引脚。电压范围:3~5.5V; 当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。

DS18B20存储器结构图

暂存储器的头两个字节为测得温度信息的低位和高位字节;

第3, 4字节是TH和TL的易失性拷贝, 在每次电复位时都会被刷新;

第5字节是配置寄存器的易失性拷贝, 同样在电复位时被刷新;

第9字节是前面8个字节的CRC检验值.

配置寄存器的命令内容如下:

R0和R1是温度值分辨率位, 按下表进行配置.默认出厂设置是R1R0 = 11, 即12位.

温度值分辨率配置表

)

12位分辨率时的两个温度字节的具体格式如下:

低字节:

高字节:

其中高字节前5位都是符号位S, 若分辨率低于12位时, 相应地使最低为0, 如: 当分辨率为10位时, 低字节为:

, 高字节不变....

一些温度与转换后输出的数字参照如下:

由上表可看出, 当输出是负温度时, 使用补码表示, 方便计算机运算(若是用C语言, 直接将结果赋值给一个int变量即可).

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，而对单片机来说，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(dsInit()实现)、读时序(readByte())、写时序(writeB yte())。

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与单片机连接电路图:

利用软件模拟DS18B20的单线协议和命令:主机操作DS18B20必须遵循下面的顺序

1. 初始化

单线总线上的所有操作都是从初始化开始的. 过程如下:

1)请求: 主机通过拉低单线480us以上, 产生复位脉冲, 然后释放该线, 进入Rx接收模式. 主机释放总线时, 会产生一个上升沿脉冲.

DQ : 1 -> 0(480us+) -> 1

2)响应: DS18B20检测到该上升沿后, 延时15~60us, 通过拉低总线60~240us来产生应答脉冲. DQ: 1(15~60us) -> 0(60~240us)

3)接收响应: 主机接收到从机的应答脉冲后, 说明有单线器件在线. 至此, 初始化完成.

DQ: 0

2. ROM操作命令

当主机检测到应答脉冲, 便可发起ROM操作命令. 共有5类ROM操作命令, 如下表

3. 内存操作命令

在成功执行ROM操作命令后, 才可使用内存操作命令. 共有6种内存操作命令:

4. 数据处理

DS18B20要求有严格的时序来保证数据的完整性. 在单线DQ上, 有复位脉冲, 应答脉冲, 写0, 写1,

读0, 读1这6种信号类型. 除了应答脉冲外, 其它都由主机产生. 数据位的读和写是通过读、写时隙实现的.

1) 写时隙: 当主机将数据线从高电平拉至低电平时, 产生写时隙.所有写时隙都必须在60us以上, 各写时隙间必须保证1us的恢复时间.

写"1" : 主机将数据线DQ先拉低, 然后释放15us后, 将数据线DQ拉高;

写"0" : 主机将DQ拉低并至少保持60us以上.

2)读时隙: 当主机将数据线DQ从高电平拉至低电平时, 产生读时隙. 所有读时隙最短必须持续60us, 各读时隙间必须保证1us的恢复时间.

读: 主机将DQ拉低至少1us,. 此时主机马上将DQ拉高, 然后就可以延时15us后, 读取DQ即可.

源代码: (测量范围: 0 ~ 99度)

DS18B20

1#include

2//通过DS18B20测试当前环境温度, 并通过数码管显示当前温度值

3sbit wela =P2^7; //数码管位选

4sbit dula =P2^6; //数码管段选

5sbit ds =P2^2;

6//0-F数码管的编码(共阴极)

7unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,

80x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

9//0-9数码管的编码(共阴极), 带小数点

10unsigned char code tableWidthDot[]={0xbf, 0x86, 0xdb, 0xcf, 0xe6, 0xed, 0xfd,

110x87, 0xff, 0xef};

12

13//延时函数, 例i=10,则大概延时10ms.

14void delay(unsigned char i)

15{

16unsigned char j, k;

17for(j =i; j >0; j--)

18{

19for(k =125; k > 0; k--);

20}

21}

22

23//初始化DS18B20

24//让DS18B20一段相对长时间低电平, 然后一段相对非常短时间高电平, 即可启动

25void dsInit()

26{

27//一定要使用unsigned int型, 一个i++指令的时间, 作为与DS18B20通信的小时间间隔

28//以下都是一样使用unsigned int型

29unsigned int i;