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DS18B20測溫實驗原理及實現

   2012年02月28日 14:16  
  摘要:DS18B20構成的測溫系統,測量溫度精度達到0.1度,測量的溫度的范圍在-20度到+50度之間,用4位數碼管顯示出來。
  
  DPY-1實驗板連接
  
  用排線把JP-CODE連到JP8是,注意:a接P0.0;b接P0.1;c接P0.3……把JP-CS連到JP14上,注意:4H接P2.4;3H接P2.5;2H接P2.6;1H接P2.7;
  
  連接好DS18B20注意極性不要弄反,否則可能燒壞。DS18B20的外型與常用的三極管一模一樣,上圖是它的管腳分布。用導線將JK—DS的DA端連到P3.1上。
  
  硬件電路圖
  
  實驗原理
  
  DS18B20數字溫度計是DALLAS公司生產的1-Wire,即單總線器件,具有線路簡單,體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統,具有線路簡單,在一根通信線,可以掛很多這樣的數字溫度計。DS18B20產品的特點
  
  (1)、只要求一個I/O口即可實現通信。
  
  (2)、在DS18B20中的每個器件上都有*的序列號。
  
  (3)、實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。
  
  (4)、測量溫度范圍在-55。C到+125。C之間。
  
  (5)、數字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。
  
  (6)、內部有溫度上、下限告警設置。
  
  DS18B20詳細引腳功能描述1GND地信號;2DQ數據輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下,也可以向器件提供電源;3VDD可選擇的VDD引腳。當工作于寄生電源時,此引腳必須接地。
  
  DS18B20的使用方法。由于DS18B20采用的是1-Wire總線協議方式,即在一根數據線實現數據的雙向傳輸,而對AT89S51單片機來說,我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數據,因此,對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協議定義了幾種信號的時序:初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備,單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始,如果要求單總線器件回送數據,在進行寫命令后,主機需啟動讀時序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。
  
  C語言源程序:
  
  #Include<reg52.h>
  
  codeunsignedcharseg7code[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
  
  0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};//顯示段碼
  
  voidDelay(unsignedinttc)//顯示延時程序
  
  {while(tc!=0)
  
  {unsignedinti;
  
  for(i=0;i<100;i++);
  
  tc--;}
  
  }
  
  sbitTMDAT=P3^1;//DS18B20的數據輸入/輸出腳DQ,根據情況設定
  
  unsignedintsdata;//測量到的溫度的整數部分
  
  unsignedcharxiaoshu1;//小數*位
  
  unsignedcharxiaoshu2;//小數第二位
  
  unsignedcharxiaoshu;//兩位小數
  
  bitfg=1;//溫度正負標志
  
  voiddmsec(unsignedintcount)//延時部分
  
  {
  
  unsignedchari;
  
  while(count--)
  
  {for(i=0;i<115;i++);}
  
  }
  
  voidtmreset(void)//發送復位
  
  {
  
  unsignedchari;
  
  TMDAT=0;for(i=0;i<103;i++);
  
  TMDAT=1;for(i=0;i<4;i++);
  
  }
  
  bittmrbit(void)//讀一位//
  
  {
  
  unsignedinti;
  
  bitdat;
  
  TMDAT=0;
  
  i++;
  
  TMDAT=1;
  
  i++;i++;//微量延時//
  
  dat=TMDAT;
  
  for(i=0;i<8;i++);
  
  return(dat);
  
  }
  
  unsignedchartmrbyte(void)//讀一個字節
  
  {
  
  unsignedchari,j,dat;
  
  dat=0;
  
  for(i=1;i<=8;i++)
  
  {j=tmrbit();dat=(j<<7)|(dat>>1);}
  
  return(dat);
  
  }
  
  voidtmwbyte(unsignedchardat)//寫一個字節
  
  {
  
  unsignedcharj,i;
  
  bittestb;
  
  for(j=1;j<=8;j++)
  
  {testb=dat&0x01;
  
  dat=dat>>1;
  
  if(testb)
  
  {TMDAT=0;//寫0
  
  i++;i++;
  
  TMDAT=1;
  
  for(i=0;i<8;i++);}
  
  else
  
  {TMDAT=0;//寫0
  
  for(i=0;i<8;i++);
  
  TMDAT=1;
  
  i++;i++;}
  
  }
  
  }
  
  voidtmstart(void)//發送ds1820開始轉換
  
  {tmreset();//復位
  
  dmsec(1);//延時
  
  tmwbyte(0xcc);//跳過序列號命令
  
  tmwbyte(0x44);//發轉換命令44H,
  
  }
  
  voidtmrtemp(void)//讀取溫度
  
  {
  
  unsignedchara,b;
  
  tmreset();//復位
  
  dmsec(1);//延時
  
  tmwbyte(0xcc);//跳過序列號命令
  
  tmwbyte(0xbe);//發送讀取命令
  
  a=tmrbyte();//讀取低位溫度
  
  b=tmrbyte();//讀取高位溫度
  
  if(b>0x7f)//zui高位為1時溫度是負
  
  {a=~a;b=~b+1;//補碼轉換,取反加一
  
  fg=0;//讀取溫度為負時fg=0
  
  }
  
  sdata=a/16+b*16;//整數部分
  
  xiaoshu1=(a&0x0f)*10/16;//小數*位
  
  xiaoshu2=(a&0x0f)*100/16%10;//小數第二位
  
  xiaoshu=xiaoshu1*10+xiaoshu2;//小數兩位
  
  }
  
  voidDS18B20PRO(void)
  
  {tmstart();
  
  //dmsec(5);//如果是不斷地讀取的話可以不延時//
  
  tmrtemp();//讀取溫度,執行完畢溫度將存于TMP中//
  
  }
  
  voidLed()
  
  {
  
  if(fg==1)//溫度為正時顯示的數據
  
  {P2=P2&0xef;
  
  P0=seg7code[sdata/10];//輸出十位數
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0xdf;
  
  P0=seg7code[sdata%10]|0x80;//輸出個位和小數點
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0xbf;
  
  P0=seg7code[xiaoshu1];//輸出小數點后*位
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0x7f;
  
  P0=seg7code[xiaoshu2];//輸出小數點后第二位
  
  Delay(4);P2=P2|0xf0;
  
  }
  
  if(fg==0)//溫度為負時顯示的數據
  
  {P2=P2&0xef;
  
  P0=seg7code[11];//負號
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0xdf;
  
  P0=seg7code[sdata/10]|0x80;//輸出十位數
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0xbf;
  
  P0=seg7code[sdata%10];//輸出個位和小數點
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0x7f;
  
  P0=seg7code[xiaoshu1];//輸出小數點后*位
  
  Delay(4);P2=P2|0xf0;
  
  }
  
  }
  
  main()
  
  {fg=1;
  
  while(1)
  
  {
  
  DS18B20PRO();
  
  Led();
  
  }
  
  }

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