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利用单片机技术和DS18B20温度传感器

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用DS18B20构成测温系统 
  字体大小: 小 中 大 作者：     来源：     日期：2006-09-11     点击：303 
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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