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用DS18B20构成测温系统

时间:2013-11-23  来源:123485.com  作者:9stone

1、设计方案

    用一片DS18B20构成测温系统,测量的温度精度达到0.1度,测量的温度的范围在-20度到+100度之间,用8位数码管显示出来。
2、工作原理

DS18B20基本知识
    DS18B20数字温度计是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,十分方便。

    1)、DS18B20产品的特点

  (a)、只要求一个端口即可实现通信。
  (b)、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
  (c)、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
  (d)、测量温度范围在-55。C到+125。C之间。
  (e)、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
  (f)、内部有温度上、下限告警设置。

    2)、DS18B20的引脚介绍
    TO-92封装的DS18B20的引脚排列见下图,其引脚功能描述见表1。

 
表1DS18B20详细引脚功能描述

序号                名称                        引脚功能描述

1                      GND                         地信号

2                        DQ                         数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源。

3                       VDD                      可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。

    3)、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AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,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、读时序、写时序。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的复位时序
 

    DS18B20的读时序
    对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。
    对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后,在15秒之内就得释放单总线,以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程,至少需要60us才能完成。
 

    DS18B20的写时序
    对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。
    对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同,当要写0时序时,单总线要被拉低至少60us,保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平,当要写1时序时,单总线被拉低之后,在15us之内就得释放单总线。
 
3、电路图
 
4、源程序

    #include <AT89X52.H>

    #include <INTRINS.h>

    

    unsigned char code displaybit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,

    0xef,0xdf,0xbf,0x7f};

    unsigned char code displaycode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

    0x66,0x6d,0x7d,0x07,

    0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

    0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00,0x40};

    unsigned char code dotcode[32]={0,3,6,9,12,16,19,22,

    25,28,31,34,38,41,44,48,

    50,53,56,59,63,66,69,72,

    75,78,81,84,88,91,94,97};

    unsigned char displaycount;

    unsigned char displaybuf[8]={16,16,16,16,16,16,16,16};

    unsigned char timecount;

    unsigned char readdata[8];

    

    sbit DQ=P3^7;

    bit sflag;

    

    

    bit resetpulse(void)

    {

    unsigned char i;

    

    DQ=0;

    for(i=255;i>0;i--);

    DQ=1;

    for(i=60;i>0;i--);

    return(DQ);

    for(i=200;i>0;i--);

    }

    

    void writecommandtods18b20(unsigned char command)

    {

    unsigned char i;

    unsigned char j;

    for(i=0;i<8;i++)

    {

    if((command & 0x01)==0)

    {

    DQ=0;

    for(j=35;j>0;j--);

    DQ=1;

    }

    else

    {

    DQ=0;

    for(j=2;j>0;j--);

    DQ=1;

    for(j=33;j>0;j--);

    }

    command=_cror_(command,1);

    }

    }

    

    unsigned char readdatafromds18b20(void)

    {

    unsigned char i;

    unsigned char j;

    unsigned char temp;

    

    temp=0;

    for(i=0;i<8;i++)

    {

    temp=_cror_(temp,1);

    DQ=0;

    _nop_();

    _nop_();

    DQ=1;

    for(j=10;j>0;j--);

    if(DQ==1)

    {

    temp=temp | 0x80;

    }

    else

    {

    temp=temp | 0x00;

    }

    for(j=200;j>0;j--);

    }

    return(temp);

    }

    

    void main(void)

    {

    TMOD=0x01;

    TH0=(65536-4000)/256;

    TL0=(65536-4000)%256;

    ET0=1;

    EA=1;

    

    while(resetpulse());

    writecommandtods18b20(0xcc);

    writecommandtods18b20(0x44);

    TR0=1;

    while(1)

    {

    ;

    }

    }

    

    void t0(void) interrupt 1 using 0

    {

    unsigned char x;

    unsigned int result;

    

    TH0=(65536-4000)/256;

    TL0=(65536-4000)%256;

    if(displaycount==2)

    {

    P0=displaycode[displaybuf[displaycount]] | 0x80;

    }

    else

    {

    P0=displaycode[displaybuf[displaycount]];

    }

    P2=displaybit[displaycount];

    displaycount++;

    if(displaycount==8)

    {

    displaycount=0;

    }

    

    timecount++;

    if(timecount==150)

    {

    timecount=0;

    while(resetpulse());

    writecommandtods18b20(0xcc);

    writecommandtods18b20(0xbe);

    readdata[0]=readdatafromds18b20();

    readdata[1]=readdatafromds18b20();

    for(x=0;x<8;x++)

    {

    displaybuf[x]=16;

    }

    sflag=0;

    if((readdata[1] & 0xf8)!=0x00)

    {

    sflag=1;

    readdata[1]=~readdata[1];

    readdata[0]=~readdata[0];

    result=readdata[0]+1;

    readdata[0]=result;

    if(result>255)

    {

    readdata[1]++;

    }

    }

    readdata[1]=readdata[1]<<4;

    readdata[1]=readdata[1] & 0x70;

    x=readdata[0];

    x=x>>4;

    x=x & 0x0f;

    readdata[1]=readdata[1] | x;

    x=2;

    result=readdata[1];

    while(result/10)

    {

    displaybuf[x]=result%10;

    result=result/10;

    x++;

    }

    displaybuf[x]=result;

    if(sflag==1)

    {

    displaybuf[x+1]=17;

    }

    x=readdata[0] & 0x0f;

    x=x<<1;

    displaybuf[0]=(dotcode[x])%10;

    displaybuf[1]=(dotcode[x])/10;

    while(resetpulse());

    writecommandtods18b20(0xcc);

    writecommandtods18b20(0x44);

    }

    }


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