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DS18B20测温实验原理及实现

来源:仪表网

2012/2/28 14:16:26 3064
  摘要:DS18B20构成的测温系统,测量温度精度达到0.1度,测量的温度的范围在-20度到+50度之间,用4位数码管显示出来。
  
  DPY-1实验板连接
  
  用排线把JP-CODE连到JP8是,注意:a接P0.0;b接P0.1;c接P0.3……把JP-CS连到JP14上,注意:4H接P2.4;3H接P2.5;2H接P2.6;1H接P2.7;
  
  连接好DS18B20注意极性不要弄反,否则可能烧坏。DS18B20的外型与常用的三极管一模一样,上图是它的管脚分布。用导线将JK—DS的DA端连到P3.1上。
  
  硬件电路图
  
  实验原理
  
  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。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*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。C到+125。C之间。
  
  (5)、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
  
  (6)、内部有温度上、下限告警设置。
  
  DS18B20详细引脚功能描述1GND地信号;2DQ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;3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。
  
  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,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。
  
  C语言源程序:
  
  #Include<reg52.h>
  
  codeunsignedcharseg7code[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
  
  0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};//显示段码
  
  voidDelay(unsignedinttc)//显示延时程序
  
  {while(tc!=0)
  
  {unsignedinti;
  
  for(i=0;i<100;i++);
  
  tc--;}
  
  }
  
  sbitTMDAT=P3^1;//DS18B20的数据输入/输出脚DQ,根据情况设定
  
  unsignedintsdata;//测量到的温度的整数部分
  
  unsignedcharxiaoshu1;//小数*位
  
  unsignedcharxiaoshu2;//小数第二位
  
  unsignedcharxiaoshu;//两位小数
  
  bitfg=1;//温度正负标志
  
  voiddmsec(unsignedintcount)//延时部分
  
  {
  
  unsignedchari;
  
  while(count--)
  
  {for(i=0;i<115;i++);}
  
  }
  
  voidtmreset(void)//发送复位
  
  {
  
  unsignedchari;
  
  TMDAT=0;for(i=0;i<103;i++);
  
  TMDAT=1;for(i=0;i<4;i++);
  
  }
  
  bittmrbit(void)//读一位//
  
  {
  
  unsignedinti;
  
  bitdat;
  
  TMDAT=0;
  
  i++;
  
  TMDAT=1;
  
  i++;i++;//微量延时//
  
  dat=TMDAT;
  
  for(i=0;i<8;i++);
  
  return(dat);
  
  }
  
  unsignedchartmrbyte(void)//读一个字节
  
  {
  
  unsignedchari,j,dat;
  
  dat=0;
  
  for(i=1;i<=8;i++)
  
  {j=tmrbit();dat=(j<<7)|(dat>>1);}
  
  return(dat);
  
  }
  
  voidtmwbyte(unsignedchardat)//写一个字节
  
  {
  
  unsignedcharj,i;
  
  bittestb;
  
  for(j=1;j<=8;j++)
  
  {testb=dat&0x01;
  
  dat=dat>>1;
  
  if(testb)
  
  {TMDAT=0;//写0
  
  i++;i++;
  
  TMDAT=1;
  
  for(i=0;i<8;i++);}
  
  else
  
  {TMDAT=0;//写0
  
  for(i=0;i<8;i++);
  
  TMDAT=1;
  
  i++;i++;}
  
  }
  
  }
  
  voidtmstart(void)//发送ds1820开始转换
  
  {tmreset();//复位
  
  dmsec(1);//延时
  
  tmwbyte(0xcc);//跳过序列号命令
  
  tmwbyte(0x44);//发转换命令44H,
  
  }
  
  voidtmrtemp(void)//读取温度
  
  {
  
  unsignedchara,b;
  
  tmreset();//复位
  
  dmsec(1);//延时
  
  tmwbyte(0xcc);//跳过序列号命令
  
  tmwbyte(0xbe);//发送读取命令
  
  a=tmrbyte();//读取低位温度
  
  b=tmrbyte();//读取高位温度
  
  if(b>0x7f)//zui高位为1时温度是负
  
  {a=~a;b=~b+1;//补码转换,取反加一
  
  fg=0;//读取温度为负时fg=0
  
  }
  
  sdata=a/16+b*16;//整数部分
  
  xiaoshu1=(a&0x0f)*10/16;//小数*位
  
  xiaoshu2=(a&0x0f)*100/16%10;//小数第二位
  
  xiaoshu=xiaoshu1*10+xiaoshu2;//小数两位
  
  }
  
  voidDS18B20PRO(void)
  
  {tmstart();
  
  //dmsec(5);//如果是不断地读取的话可以不延时//
  
  tmrtemp();//读取温度,执行完毕温度将存于TMP中//
  
  }
  
  voidLed()
  
  {
  
  if(fg==1)//温度为正时显示的数据
  
  {P2=P2&0xef;
  
  P0=seg7code[sdata/10];//输出十位数
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0xdf;
  
  P0=seg7code[sdata%10]|0x80;//输出个位和小数点
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0xbf;
  
  P0=seg7code[xiaoshu1];//输出小数点后*位
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0x7f;
  
  P0=seg7code[xiaoshu2];//输出小数点后第二位
  
  Delay(4);P2=P2|0xf0;
  
  }
  
  if(fg==0)//温度为负时显示的数据
  
  {P2=P2&0xef;
  
  P0=seg7code[11];//负号
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0xdf;
  
  P0=seg7code[sdata/10]|0x80;//输出十位数
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0xbf;
  
  P0=seg7code[sdata%10];//输出个位和小数点
  
  Delay(8);P2=P2|0xf0;P2=P2&0x7f;
  
  P0=seg7code[xiaoshu1];//输出小数点后*位
  
  Delay(4);P2=P2|0xf0;
  
  }
  
  }
  
  main()
  
  {fg=1;
  
  while(1)
  
  {
  
  DS18B20PRO();
  
  Led();
  
  }
  
  }

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