一:DS18B20知识分享:
DS18B20是常用的数字温度传感器,其输出的是数字信号,具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点。
二:工作原理介绍:
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。 DS18B20测温原理:低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号发送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变,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。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。
三:程序控制方法:
3.1 温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换
3.2 读暂存器 BEH 读暂存器9字节二进制数字
3.3 写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节
3.4 复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2PROM中
3.5 重新调E2PROM B8H 把E2PROM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节
3.6 读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU
四:软件代码如下所示:
4.1 先将数据线置高电平“1”。
4.2 延时(该时间要求的不是很严格,但是尽可能的短一点)
4.3 数据线拉到低电平“0”。
4.4 延时750微秒(该时间的时间范围可以从480到960微秒)。
4.5 数据线拉到高电平“1”。
4.6 延时等待
4.7 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后,还要做延时,其延时的时间从发出的高电平算起(第(5)步的时间算起)最少要480微秒。
4.8 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。
五:程序代码:
5.1 初始化DS18B20
static void ds18b20_reset(void)
{
DS18B20_DQ_OUT(0); /* 拉低DQ,复位 */
delay_us(750); /* 拉低750us */
DS18B20_DQ_OUT(1); /* DQ=1, 释放复位 */
delay_us(15); /* 延迟15US */
}5.2 等待DSB20返回数据:
uint8_t ds18b20_check(void)
{
uint8_t retry = 0;
uint8_t rval = 0;
while (DS18B20_DQ_IN && retry < 200) /* 等待DQ变低, 等待200us */
{
retry++;
delay_us(1);
}
if (retry >= 200)
{
rval = 1;
}
else
{
retry = 0;
while (!DS18B20_DQ_IN && retry < 240) /* 等待DQ变高, 等待240us */
{
retry++;
delay_us(1);
}
if (retry >= 240) rval = 1;
}
return rval;
}5.3 读取DS18B20的数据位
static uint8_t ds18b20_read_bit(void)
{
uint8_t data = 0;
DS18B20_DQ_OUT(0);
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT(1);
delay_us(12);
if (DS18B20_DQ_IN)
{
data = 1;
}
delay_us(50);
return data;
}5.4 从DS18B20返回一个字节
static uint8_t ds18b20_read_byte(void)
{
uint8_t i, b, data = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
b = ds18b20_read_bit(); /* DS18B20先输出低位数据 ,高位数据后输出 */
data |= b << i; /* 填充data的每一位 */
}
return data;
}5.5 写入一个字节:
static void ds18b20_write_byte(uint8_t data)
{
uint8_t j;
for (j = 1; j <= 8; j++)
{
if (data & 0x01)
{
DS18B20_DQ_OUT(0); /* Write 1 */
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT(1);
delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT(0); /* Write 0 */
delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT(1);
delay_us(2);
}
data >>= 1; /* 右移,获取高一位数据 */
}
}5.6 开启温度转换:
static void ds18b20_start(void)
{
ds18b20_reset();
ds18b20_check();
ds18b20_write_byte(0xcc); /* skip rom */
ds18b20_write_byte(0x44); /* convert */
}5.7 :对读取到的DS18B20数据进行转换:
short ds18b20_get_temperature(void)
{
uint8_t flag = 1; /* 默认温度为正数 */
uint8_t TL, TH;
short temp;
ds18b20_start(); /* ds1820 start convert */
ds18b20_reset();
ds18b20_check();
ds18b20_write_byte(0xcc); /* skip rom */
ds18b20_write_byte(0xbe); /* convert */
TL = ds18b20_read_byte(); /* LSB */
TH = ds18b20_read_byte(); /* MSB */
if (TH > 7)
{
TH = ~TH;
TL = ~TL;
flag = 0; /* 温度为负 */
}
temp = TH; /* 获得高八位 */
temp <<= 8;
temp += TL; /* 获得底八位 */
/* 转换成实际温度 */
if (flag == 0)
{
temp = (double)(temp+1) * 0.625;
temp = -temp;
}
else
{
temp = (double)temp * 0.625;
}
return temp;
}六:实物效果如下所示:
初始化好所使用的DS18B20所使用的IO口,直接调用读取函数就可以。


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