ds18b20的详细介绍和应用

ds18b20的详细介绍和应用,第1张

DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比,他能够直接读出被测温度并且 可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。可以分别在9375 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量,并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写,温度变换功率来源于数据总 线,总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高。他在测温精度、转换时间、 传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进,给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
1DS18B20简介
(1)独特的单线接口方式:DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
(2)在使用中不需要任何外围元件。
(3)可用数据线供电,电压范围: 30" 55 V。
(4)测温范围:-55 " 125 ℃。固有测温分辨率为05 ℃。
(5)通过编程可实现9"12位的数字读数方式。
(6)用户可自设定非易失性的报警上下限值。
(7)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点测温。 
(8)负压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,但不能正常工作。

DS18B20是温度传感器,读写数据有一定的时序:
1、写 *** 作
(1) 数据线先置低电平“0”。
(2) 延时确定的时间为15微秒
(3) 按从低位到高位的顺序发送字节(一次只发送一位)。
(4) 延时时间为45微秒。
(5) 将数据线拉到高电平。
(6) 重复上(1)到(6)的 *** 作直到所有的字节全部发送完为止。
(7) 最后将数据线拉高。
2、读 *** 作
(1)将数据线拉高“1”。
(2)延时2微秒。
(3)将数据线拉低“0”。
(4)延时3微秒。
(5)将数据线拉高“1”。
(6)延时5微秒。
(7)读数据线的状态得到1个状态位,并进行数据处理。
(8)延时60微秒。
3、例程
//温度传感器:DS18B20
//显示方式:LED
#include <reg51h>
#define uchar unsigned char
sbit keyup=P1^0;
sbit keydn=P1^1;
sbit keymd=P1^2;
sbit out=P3^7;//接控制继电器
sbit DQ = P3^4;//接温度传感器18B20
uchar t[2],number=0,pt;//温度值
uchar TempBuffer1[4]={0,0,0,0};
uchar Tmax=18,Tmin=8;
uchar distab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff,0xfe,0xf7};
uchar dismod=0,xiaodou1=0,xiaodou2=0,currtemp;
bit flag;
void t0isr() interrupt 1
{
TH0=(65536-5000)/256;
TL0=(65536-5000)%256;
switch(number)
{
case 0:
P2=0x08;
P0=distab[TempBuffer1[0]];
break;
case 1:
P2=0x04;
P0=distab[TempBuffer1[1]];
break;
case 2:
P2=0x02;
P0=distab[TempBuffer1[2]]&0x7f;
break;
case 3:
P2=0x01;
P0=distab[TempBuffer1[3]];
break;
default:
break;
}
number++;
if(number>3)number=0;
}
void delay_18B20(unsigned int i)
{
while(i--);
}
/ds18b20初始化函数/
void Init_DS18B20(void)
{
bit x=0;
do{
DQ=1;
delay_18B20(8);
DQ = 0; //单片机将DQ拉低
delay_18B20(90); //精确延时 大于 480us
DQ = 1; //拉高总线
delay_18B20(14);
x=DQ; //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败,继续初始化
}while(x);
delay_18B20(20);
}
/ds18b20读一个字节/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat = 0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0; // 给脉冲信号
dat》=1;
DQ = 1; // 给脉冲信号
if(DQ)
dat|=0x80;
delay_18B20(4);
}
return(dat);
}
/ds18b20写一个字节/
void WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
delay_18B20(5);
DQ = 1;
dat》=1;
}
}
/读取ds18b20当前温度/
unsigned char ReadTemperature(unsigned char rs)
{
unsigned char tt[2];
delay_18B20(80);
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的 *** 作
WriteOneChar(0x44); //启动温度转换
delay_18B20(80);
Init_DS18B20();
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的 *** 作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等(共可读9个寄存器)前两个就是温度
tt[0]=ReadOneChar(); //读取温度值低位
tt[1]=ReadOneChar(); //读取温度值高位
return(tt);
}
void covert1(void)//将温度转换为LED显示的数据
{
uchar x=0x00,y=0x00;
t[0]=pt;
pt++;
t[1]=pt;
if(t[1]&0x080) //判断正负温度
{
TempBuffer1[0]=0x0c; //c代表负
t[1]=——t[1];/下面几句把负数的补码/
t[0]=——t[0]; /换算成绝对值/
x=t[0]+1;
t[0]=x;
if(x==0x00)t[1]++;
}
else TempBuffer1[0]=0;//A代表正
t[1]《=4;//将高字节左移4位
t[1]=t[1]&0xf0;
x=t[0];//将t[0]暂存到X,因为取小数部分还要用到它
x》=4;//右移4位
x=x&0x0f;//和前面两句就是取出t[0]的高四位
y=t[1]|x;//将高低字节的有效值的整数部分拼成一个字节
TempBuffer1[1]=(y%100)/10;
TempBuffer1[2]=(y%100)%10;
t[0]=t[0]&0x0f;//小数部分
TempBuffer1[3]=t[0]10/16;
//以下程序段消去随机误检查造成的误判,只有连续12次检测到温度超出限制才切换加热装置
if(currtemp>Tmin)xiaodou1=0;
if(y<Tmin)
{
xiaodou1++;
currtemp=y;
xiaodou2=0;
}
if(xiaodou1>12)
{
out=0;
flag=1;
xiaodou1=0;
}
if(currtemp<Tmax)xiaodou2=0;
if(y>Tmax)
{
xiaodou2++;
currtemp=y;
xiaodou1=0;
}
if(xiaodou2>12)
{
out=1;
flag=0;
xiaodou2=0;
}
out=flag;
}
void convert(char tmp)
{
uchar a;
if(tmp<0)
{
TempBuffer1[0]=0x0c;
a=——tmp+1;
}
else
{
TempBuffer1[0]=0;
a=tmp;
}
TempBuffer1[1]=(a%100)/10;
TempBuffer1[2]=(a%100)%10;
}
void keyscan( )
{
uchar keyin;
keyin=P1&0x07;
if(keyin==0x07)return;
else if(keymd==0)
{
dismod++;
dismod%=3;
while(keymd==0);
switch(dismod)
{
case 1:
convert(Tmax);
TempBuffer1[3]=0x11;
break;
case 2:
convert(Tmin);
TempBuffer1[3]=0x12;
break;
default:
break;
}
}
else if((keyup==0)&&(dismod==1))
{
Tmax++;
convert(Tmax);
while(keyup==0);
}
else if((keydn==0)&&(dismod==1))
{
Tmax--;
convert(Tmax);
while(keydn==0);
}
else if((keyup==0)&&(dismod==2))
{
Tmin++;
convert(Tmin);
while(keyup==0);
}
else if((keydn==0)&&(dismod==2))
{
Tmin--;
convert(Tmin);
while(keydn==0);
}
xiaodou1=0;
xiaodou2=0;
}
main()
{
TMOD=0x01;
TH0=(65536-5000)/256;
TL0=(65536-5000)%256;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
out=1;
flag=0;
ReadTemperature(0x3f);
delay_18B20(50000);//延时等待18B20数据稳定
while(1)
{
pt=ReadTemperature(0x7f); //读取温度,温度值存放在一个两个字节的数组中
if(dismod==0)covert1();
keyscan();
delay_18B20(30000);
}
}

首先, 你先检测一下DS18B20的供电电压是否满足数据手册的要求有没有过压 引脚接反的时候DS18B20是温度急速上升的,甚至可以闻到烧焦味,不过既然你确定了,那么可以忽略
其次, DS18B20显示的85度(还是80多少度)是个特殊的温度数值, 它代表两种含义, 1是你的器件 *** 作时序写错 2是芯片出问题
建议:从网络上搜索一个DS18B20的源程序, 改下引脚重新测试一下

1、DS18B20的主要特性
11、适应电压范围更宽,电压范围:30~55V,在寄生电源方式下可由数 据线供电
12、独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯
13、 DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温
14、DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内
15、温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±05℃
16、可编程 的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为05℃、025℃、0125℃和00625℃,可实现高精度测温
17、在9位分辨率时最多在 9375ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字,速度更快
18、测量结果直接输出数字温度信号,以"一 线总线"串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力
19、负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁, 但不能正常工作。
2、DS18B20的外形和内部结构
DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
DS18B20的外形及管脚排列如下图1:
DS18B20引脚定义:
(1)DQ为数字信号输入/输出端;
(2)GND为电源地;
(3)VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
图2:DS18B20内部结构图
3、DS18B20工作原理
DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变,所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器1的预置值减到0时,温度寄存器的值将加1,计数器1的预置将重新被装入,计数器1重 新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器2计数到0时,停止温度寄存器值的累加,此时温度寄存器中的数值即 为所测温度。图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器1的预置值。
图3:DS18B20测温原理框图DS18B20有4个主要的数据部件:
(1)光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是:开始8位 (28H)是产品类型标号,接着的48位是该DS18B20自身的序列号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用 是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
(2)DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以 00625℃/LSB形式表达,其中S为符号位。
表1: DS18B20温度值格式表
这是12位转化后得到的12位数据,存储在18B20的两个8比特的RAM中,二进制中的前面5位是符号位,如果测得的温度大于0, 这5位为0,只要将测到的数值乘于00625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再乘于00625即可得到实际 温度。 例如+125℃的数字输出为07D0H,+250625℃的数字输出为0191H,-250625℃的数字输出为FE6FH,-55℃的数字输出为FC90H 。
表2: DS18B20温度数据表
(3)DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL和结构寄存器。
(4)配置寄存器 该字节各位的意义如下:
表3:配置寄存器结构 TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是"1",TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0,用 户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率,如下表所示:(DS18B20出厂时被设置为12位)
表4:温度分辨率设置表 R1 R0 分辨率 温度最大转换时间 0 0 9位 9375ms 0 1 10位 1875ms 1 0 11位 375ms 1 1 12位 750ms 4、高速暂存存储器高速暂存存储器由9个字节组成,其分配如表5所示。当温度转换命令发布后,经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在 高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后,数据格式如表1所示。对应的温度计算: 当符号位S=0时,直接将二进制位转换为十进制;当S=1时,先将补码变为原码,再计算十进制值。表 2是对应的一部分温度值。第九个字节是 冗余检验字节。
表5:DS18B20暂存寄存器分布 寄存器内容 字节地址 温度值低位 (LS Byte) 0 温度值高位 (MS Byte) 1 高温限值(TH) 2 低温限值(TL) 3 配置寄存器 4 保留 5 保留 6 保留 7 CRC校验值 8 根据DS18B20的通讯协议,主机(单片机)控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行 复位 *** 作,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的 *** 作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后 释放,当DS18B20收到信号后等待16~60微秒左右,后发出60~240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。
表6:ROM指令表 指 令 约定代码 功 能 读ROM 33H 读DS1820温度传感器ROM中的编码(即64位地址) 符合 ROM 55H 发出此命令之后,接着发出 64 位 ROM 编码,访问单总线上与该编码相对应的 DS1820 使之作出响应,为下一步对该 DS1820 的读写作准备。 搜索 ROM 0FOH 用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别 64 位 ROM 地址。为 *** 作各器件作好准备。 跳过 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址,直接向 DS1820 发温度变换命令。适用于单片工作。 告警搜索命令 0ECH 执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。 表6:RAM指令表 指 令 约定代码 功 能 温度变换 44H 启动DS1820进行温度转换,12位转换时最长为750ms(9位为9375ms)。结果存入内部9字节RAM中。 读暂存器 0BEH 读内部RAM中9字节的内容 写暂存器 4EH 发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令,紧跟该命令之后,是传送两字节的数据。 复制暂存器 48H 将RAM中第3 、4字节的内容复制到EEPROM中。 重调 EEPROM 0B8H 将EEPROM中内容恢复到RAM中的第2、3字节。 读供电方式 0B4H 读DS1820的供电模式。寄生供电时DS1820发送“ 0 ”,外接电源供电 DS1820发送“ 1 ”。 5、DS18B20的应用电路DS18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。下面就是DS18B20几个不同应用方式下的 测温电路图:
51、DS18B20寄生电源供电方式电路图如下面图4所示,在寄生电源供电方式下,DS18B20从单线信号线上汲取能量:在信号线DQ处于高电平期间把能量储存在内部 电容里,在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作,直到高电平到来再给寄生电源(电容)充电。
独特的寄生电源方式有三个好处:
1)进行远距离测温时,无需本地电源
2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM
3)电路更加简洁,仅用一根I/O口实现测温
要想使DS18B20进行精确的温度转换,I/O线必须保证在温度转换期间提供足够的能量,由 于每个DS18B20在温度转换期间工作电流达到1mA,当几个温度传感器挂在同一根I/O线上进行多点测温时,只靠47K上拉电阻就无法提供足够的 能量,会造成无法转换温度或温度误差极大。
因此,图4电路只适应于单一温度传感器测温情况下使用,不适宜采用电池供电系统中。并 且工作电源VCC必须保证在5V,当电源电压下降时,寄生电源能够汲取的能量也降低,会使温度误差变大。
52、DS18B20寄生电源强上拉供电方式电路图改进的寄生电源供电方式如下面图5所示,为了使DS18B20在动态转换周期中获得足够的电流供应,当进行温度转换或拷贝到 E2存储器 *** 作时,用MOSFET把I/O线直接拉到VCC就可提供足够的电流,在发出任何涉及到拷贝到E2存储器或启动温度转换的指令后,必须在最 多10μS内把I/O线转换到强上拉状态。在强上拉方式下可以解决电流供应不走的问题,因此也适合于多点测温应用,缺 点就是要多占用一根I/O口线进行强上拉切换。
图5
注意:在图4和图5寄生电源供电方式中,DS18B20的VDD引脚必须接地
53、DS18B20的外部电源供电方式
在外部电源供电方式下,DS18B20工作电源由VDD引脚接入,此时I/O线不需要强上拉,不存在电源电流不足的问题,可以保证 转换精度,同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器,组成多点测温系统。注意:在外部供电的方式下,DS18B20的GND引脚不能悬空 ,否则不能转换温度,读取的温度总是85℃。
图6:外部供电方式单点测温电路




图7:外部供电方式的多点测温电路图外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式,工作稳定可靠,抗干扰能力强,而且电路也比较简单,可以开发出稳定可靠的多点温度 监控系统。站长推荐大家在开发中使用外部电源供电方式,毕竟比寄生电源方式只多接一根VCC引线。在外接电源方式下, 可以充分发挥DS18B20宽电源电压范围的优点,即使电源电压VCC降到3V时,依然能够保证温度量精度。
6、DS1820使用中注意事项
DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点,但在实际应用中也应注意以下几方面的问题:
61、较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿,由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送,因此 ,在对DS1820进行读写编程时,必须严格的保证读写时序,否则将无法读取测温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时,对 DS1820 *** 作部分最好采用汇编语言实现。
62、在DS1820的有关资料中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题,容易使人误认为可以挂任意多个 DS1820,在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS1820超过8个时,就需要解决微处理器的总线驱动问题,这一点在进行多点测温系统设计时 要加以注意。
63、连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。试验中,当采用普通信号电缆传输长度超过50m时,读取的 测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离可达150m,当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时,正 常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此,在用DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考 虑总线分布电容和阻抗匹配问题。
64、在DS1820测温程序设计中,向DS1820发出温度转换命令后,程序总要等待DS1820的返回信号,一旦 某个DS1820接触不好或断线,当程序读该DS1820时,将没有返回信号,程序进入死循环。这一点在进行DS1820硬件连接和软件设计时也要给予 一定的重视。 测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线,其中一对线接地线与信号线,另一组接VCC和地线,屏蔽层在源端单点接地。

你好!
蓝牙通讯,是在串口通讯基础之上完成的,
先完成单片机驱动温度传感器,实现DS18B20的读取,
再进行串口通讯,实现和电脑串口收发数据,
加上蓝牙模块,实现无线传输

正好我以前写过DS18B20的程序,现在共享给你。
我的单片机频率是8M,如果你的频率不同,请自己计算后把延时参数修改一下就可以了。
DS1820温度传感器单线总线读时间片
read: push r24
in r24,SREG
push r24
ldi r22,$FF
clr r23
out PORTB,r22 ;升高单线总线
out DDRB,r22 ;B口为输出口
out PORTB,r23 ;拉低单线总线
ldi r24,$05
read1: dec r24
brne read1 ;延迟10个时钟周期(大约125微秒)
out DDRB,r23 ;B口为输入口
ldi r24,$30
read2: dec r24
brne read2 ;延迟96个时钟周期(大约12微秒)
in r21,PINB ;读单线总线
ldi r24,$C8
read3: dec r24
brne read3 ;延迟400个时钟周期(大约50微秒)
pop r24
out SREG,r24
pop r24
ret
DS1820温度传感器单线总线写0时间片
write0: push r24
in r24,SREG
push r24
ldi r22,$FF
clr r23
out PORTB,r22 ;升高单线总线
out DDRB,r22 ;B口为输出口
out PORTB,r23 ;拉低单线总线
clr r24
wr0j1: dec r24
dec r24
nop
nop
brne wr0j1 ;延迟640个时钟周期(大约80微秒)
out PORTB,r22 ;升高单线总线
ldi r24,$07
wr0j2: dec r24
brne wr0j2 ;延迟14个时钟周期(大约175微秒)
out DDRB,r23 ;B口为输入口
pop r24
out SREG,r24
pop r24
ret
DS1820温度传感器单线总线写1时间片
write1: push r24
in r24,SREG
push r24
ldi r22,$FF
clr r23
out PORTB,r22 ;升高单线总线
out DDRB,r22 ;B口为输出口
out PORTB,r23 ;拉低单线总线
ldi r24,$07
wr1j1: dec r24
brne wr1j1 ;延迟14个时钟周期(大约175微秒)
out PORTB,r22 ;升高单线总线
clr r24
wr1j2: dec r24
dec r24
nop
nop
brne wr1j2 ;延迟640个时钟周期(大约80微秒)
out DDRB,r23 ;B口为输入口
pop r24
out SREG,r24
pop r24
ret


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