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DS18B20介绍

DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的单总线器件，用它来组成一个测温系统具有线路简单，体积小，在一根通信线上可以挂很多这样的数字温度传感器，十分方便。

特点

  1. 通信采用1-Wire接口
  2. n每个DS18B20都有唯一的64位序列码储存在板载ROM中
  3. 无需外部元件
  4. 可从数据线供电，电源范围为3.0V ~ 5.5V。
  5. 可测量的温度范围在-55℃ ~ +125℃
  6. 在－10～＋85℃范围内精确度为±0.5℃
  7. 温度计分辨率可设置为9~12位，12位时分辨率对应为0.0625℃

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单总线

DS18B20采用1-wire Bus传输数据，所有数据都在一条线上传输，因此单总线协议对时序要求非常严格以确保数据的完整性。

单总线信号类型: 复位脉冲、存在脉冲、写0、写1、读0、读1。

所有这些信号除存在脉冲由DS18B20发出的以外，其他信号都由总线控制器发出。并且，数据传输总是从最低有效位开始。

初始化时序

初始化时序里面包含了复位DS18B20和接收DS18B20返回的存在信号。

主机和DS18B20做任何通讯前都需要对其初始化。

初始化期间：

  1. 总线控制器拉低总线并保持480us以上，挂在总线上的器件将被复位

  2. 释放总线，等到15-60us，此时18B20将返回一个60~240us之间的低电平存在信号

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写时序

写时序有2种写法：写0时序和写1时序。总线控制器通过写 1 时序写逻辑 1 到 DS18B20，写 0 时序写逻辑 0 到 DS18B20。

所有写时序必须持续 >=60us，包括：两个写周期之间至少 1us 的恢复时间。当总线控制器把数据线从逻辑高电平拉到低电平的时候，写时序开始。

初始化写时序：

总线控制器要生产一个写时序，必须把数据线拉到低电平然后释放，在写时序开始后的 15us 释放总线。

当总线被释放的时候，5K 的上拉电阻将拉高总线。因此，如果总控制器要生成一个写 0 时序，必须把数据线拉到低电平并持续保持（至少 60us）。

进行写时序：

总线控制器初始化写时序后，DS18B20 在一个 15us 到 60us 的窗口内对 I/O 线采 样。如果线上是高电平，就是写1。如果线上是低电平，就是写0

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读时序

  1. 先把总线拉低至少1us
  2. 在15us内选取1us进行读数据
  3. 在拉低的15us（包括上面2点所说的1us）内传输的数据是有效的
  4. 然后总线被释放
  5. 总时间必须>=60us

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读1的详细时序：

TINIT,TRC 和 TSAMPLE 之和必须小于 15us

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推荐的读1时序：

系统时间可以用下面办法达到最大：

TINIT 和 TRC 保持时间尽可能小；把控制器采样时间放 到 15us 周期的最后。

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数据获取

通过单线总线端口访问DS18B20的协议如下：

  1. 初始化

  2. ROM操作指令

  3. DS18B20功能指令、温度转换命令、读取暂存器命令

部分常用ROM指令如下：

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例子

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#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define MAIN_Fosc		11059200UL	//宏定义主时钟HZ
/*====================================
 自定义类型名
====================================*/
typedef unsigned char INT8U;
typedef unsigned char uchar;

typedef unsigned int INT16U;
typedef unsigned int uint;

/*====================================
 硬件接口位声明
====================================*/
sbit DS  = P2^2;   //DS18B20单总线
sbit DU  = P2^6;   //数码管段选
sbit WE  = P2^7;   //数码管位选
/*====================================
共阴极数码管段选码
====================================*/
uchar code table[]={ 
//0		1	 2     3     4     5     6     7     8
0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F,
//9     A     B	   C	 D	   E	 F		-	 .	  关显示
0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x40, 0x80, 0x00
                   };

/*====================================
数码管位选码
====================================*/
				  //第1位	2位	  3位	 4位   5位	6位	  7位	8位
uchar code T_COM[] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f};//数码管位码

/*====================================
函数：void Delay_Ms(INT16U ms)
参数：ms，毫秒延时形参
描述：12T 51单片机自适应主时钟毫秒级延时函数
====================================*/
void Delay_Ms(INT16U ms)
{
     INT16U i;
	 do{
	      i = MAIN_Fosc / 96000; 
		  while(--i);   //96T per loop
     }while(--ms);
}
/*us延时函数，执行一次US--所需6.5us进入一次函数需要11.95us*/
void Delay_us(uchar us)
{
	while(us--);	
}
/*====================================
函数：void Display(INT16U Value)
参数：Value,显示值 取值0-65535
描述：共阴极数码管显示函数可显示一个字节的数
====================================*/
void Display(INT16U Value)			//注意由于需要显示的数大于一个字节所有形参需为int型
{	
//------------------------------
	DU = 0;							//关闭段选
	P0 = table[Value/100];		//数码管显示百位
	DU = 1;							//打开段选
	DU = 0;							//关闭段选

	WE = 0;						//关闭位选
	P0 = T_COM[0];				   //第一位数码管
	WE = 1;						//打开位选
	WE = 0;						//关闭位选
	Delay_Ms(3);
//-------------------------------
	DU = 0;
	P0 = table[Value%100/10]|0x80; //显示十位
	DU = 1;
	DU = 0;

	WE = 0;
	P0 = T_COM[1];			  //第二位数码管
	WE = 1;
	WE = 0;
	Delay_Ms(3);
//-------------------------------
	DU = 0;
	P0 = table[Value%10];		//显示个位
	DU = 1;
	DU = 0;

	WE = 0;
	P0 = T_COM[2];				//第三位数码管
	WE = 1;
	WE = 0;
	Delay_Ms(3);
}
/*单总线初始化时序*/
bit ds_init()
{
	bit i;
	DS = 1;
	_nop_();
	DS = 0;
	Delay_us(75); //拉低总线499.45us 挂接在总线上的18B20将会全部被复位
	DS = 1; //释放总线
	Delay_us(4); //延时37.95us 等待18B20发回存在信号
	i = DS;
	Delay_us(20); //141.95us
	DS = 1;
	_nop_();
	return (i);
}
/*写一个字节*/
void write_byte(uchar dat)
{
	uchar i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DS = 0;
		_nop_();//产生些时序
		DS = dat & 0x01;
		Delay_us(10);//76.95us
		DS = 1; //释放总线准备下一次数据写入
		_nop_();
		dat >>= 1;
	}
}

uchar read_byte()
{
	uchar i, j, dat;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DS = 0;
		_nop_();//产生读时序
		DS = 1;
		_nop_();//释放总线
		j = DS;
		Delay_us(10);//76.95us
		DS = 1;
		_nop_();
		dat = (j<<7)|(dat>>1);	
	}
	return (dat);
}
void main()
{
	uint i;
	uchar L, M;
/*	ds_init();//初始化DS18B20
	write_byte(0xcc);//发送跳跃ROM指令
	write_byte(0x4e);//写暂存器指令
	write_byte(0x7f);
	write_byte(0xf7);
	write_byte(0x1f);//配置工作在9位模式下
	ds_init();//初始化DS18B20
	write_byte(0xcc);//发送跳跃ROM指令 
	write_byte(0x48);*/
	while(1)
	{
		ds_init();//初始化DS18B20
		write_byte(0xcc);//发送跳跃ROM指令
		write_byte(0x44);//发送温度转换指令
		ds_init();//初始化DS18B20
		write_byte(0xcc);//发送跳跃ROM指令
		write_byte(0xbe);//读取DS18B20暂存器值
		L = read_byte();
		M = read_byte();
		i = M;
		i <<= 8;
		i |= L;						
		i = i * 0.0625 * 10 + 0.5;
		Display(i);
	}
}

更新于：2024年3月31日

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