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            DS18B20數字溫度計使用

            日期:2021-08-11 22:58
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            摘要:
            DS18B20數字溫度計使用


            1.DS18B20基本知識

             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,十分方便。

            1、DS18B20產品的特點

             ?。?)、只要求一個端口即可實現通信。

             ?。?)、在DS18B20中的每個器件上都有有一無二的序列號。

             ?。?)、實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。

             ?。?)、測量溫度范圍在-55。C到+125。C之間。

             ?。?)、數字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。

             ?。?)、內部有溫度上、下限告警設置。

            2、DS18B20的引腳介紹

              TO-92封裝的DS18B20的引腳排列見圖1,其引腳功能描述見表1。

            (底視圖)圖1

             

            表1 DS18B20詳細引腳功能描述

            序號

            名稱

            引腳功能描述

            1

            GND

            地信號

            2

            DQ

            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。

            3

            VDD

            可選擇的VDD引腳。當工作于寄生電源時,此引腳必須接地。



            3. 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,硬件上并不支持單總線協議,因此,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。

            DS18B20的復位時序

            DS18B20的讀時序

            對于DS18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。

            對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后,在15秒之內就得釋放單總線,以讓DS18B20把數據傳輸到單總線上。DS18B20在完成一個讀時序過程,至少需要60us才能完成。

            DS18B20的寫時序

            對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。

            對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同,當要寫0時序時,單總線要被拉低至少60us,保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平,當要寫1時序時,單總線被拉低之后,在15us之內就得釋放單總線。

             

            4. 實驗任務

            用一片DS18B20構成測溫系統,測量的溫度精度達到0.1度,測量的溫度的范圍在-20度到+100度之間,用8位數碼管顯示出來。

            5. 電路原理圖

             

            6. 系統板上硬件連線

            (1). 把“單片機系統”區域中的P0.0-P0.7用8芯排線連接到“動態數碼顯示”區域中的ABCDEFGH端子上。

            (2). 把“單片機系統”區域中的P2.0-P2.7用8芯排線連接到“動態數碼顯示”區域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。

            (3). 把DS18B20芯片插入“四路單總線”區域中的任一個插座中,注意電源與地信號不要接反。

            (4). 把“四路單總線”區域中的對應的DQ端子連接到“單片機系統”區域中的P3.7/RD端子上。

            7. C語言源程序
            #include
            #include
             
            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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