一.概述
DS18B20是一种单总线数字温度传感器。测试温度范围-55℃-125℃，温度数据位可配置为9、10、11、12位，对应的刻度值分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃，对应的最长转换时间分别为93.75ms、187.5ms、375ms、750ms。出厂默认配置为12位数据，刻度值为0.0625℃，最长转换时间为750ms。从以上数据可以看出，DS18B20数据位越低、转换时间越短、反应越快、精度越低。
单总线，意味着没有时钟线，只有一根通信线。单总线读写数据是靠控制起始时间和采样时间来完成，所以时序要求很严格，这也是DS18B20驱动编程的难点。
需要注意的是，DS18B20和同一系列的DS18S20,在读写上，时序、命令一致，但因温度值存放的位置不一样，对温度数据的处理也不一样，所以程序不能直接套用。
二.电路设计
在WSF-51DB开发板上，利用AT89S52单片机的P1.1脚来驱动DS18B20，上拉电阻阻值为4.7K欧姆。DS18B20的上拉电阻的阻值是一个需要注意的参数，如果DS18B20放置的位置离电路板较远，需要用较长的电缆来连接时，上拉电阻要相应减小，以弥补线路损耗，而且连接电缆要选用优质的三芯带屏蔽层的电缆，否则不能正常读写数据。
三.软件设计
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*程序名称：DS18B20驱动
*程序功能：读写DS18B20，数码管显示温度值，温度值精度为0.1度。
* MCU型号：AT89S52-24PU
*时钟频率：11.0592-12MHZ
*****************************************************************/
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
unsigned char tempflag,fraction,tempr;
unsigned char code segmcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
//共阴极数码管段码0-9
unsigned char code bitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
//8位共阴极数码管位码
unsigned char code fractioncode[]={0,0,1,2,2,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9};
//将DS18B20的小数部分的0-f刻度转换为0-9刻度的查找表,将精度化为0.1度
sbit ser=P2^0;//74HC595串行数据输入
sbit oe=P2^1;//74HC595使能
sbit rclk=P2^2; //74HC595数据锁存
sbit srclk=P2^3;// 74HC595串行时钟
sbit DQ=P1^1; //温度总线
//延时函数(12MHZ晶振):
void Delayus(unsigned char t)
{ //此函数精确计算：18+6*(t-1)=延时时间(us)
while(t--);
}
//延时ms延时函数:
void Delayms(unsigned int t)
{
unsigned int i,j;
for(i=t;i>0;i--)
for(j=0;j<120;j++);
}
//任意位数码管显示一个字符函数：
void DTDisplayChar(unsigned char segmd,unsigned char bitd )//数码管段码和数码管位码
{
unsigned char i;
unsigned int dat;
oe=1;//输出为高阻
dat=bitd;
dat=dat<<8|segmd; //位码段码合并为一个int型数据
for(i=0;i<16;i++)//16位数据从高位依次移入74HC595
{
ser=(dat&0x8000)?1:0; //判断最高位，为真取1，为假取0
srclk=1; //上升沿送数据
srclk=0;
dat<<=1; //左移取下一位
}
rclk=1;//74HC595锁存数据
rclk=0;
oe=0;//输出数据
}
//DS18B20复位函数:
void Reset18B20(void)
{
DQ=0;//拉低,开始复位操作
Delayus(100);//延时至少480us
DQ=1;//拉高，释放总线控制权
while(DQ);//等待器件应答（器件拉低），约15-60us后
while(!DQ);//应答脉冲出现后，等待器件拉高，约60-240us后
}
//DS18B20写命令函数:
void Write18B20(unsigned char com)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=0;//开始写操作
_nop_(); _nop_();//至少延时1us
DQ=com&0x01;//写数据
Delayus(2);//延时，器件在45us内采样
DQ=1;//释放总线控制权
com>>=1; //右移1位，写下一位
}
}
//DS18B20读数据函数:
unsigned char Read18B20()
{
unsigned char i,rdata=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=0;//开始读操作
_nop_();_nop_();//至少延时1us
DQ=1;//释放总线控制权，15us内要读取数据
if(DQ==1) rdata|=0x01<<i;
Delayus(10);//延时要大于45us.读0时，45us后器件才拉高总线
}
return rdata;
}
//读出温度函数:
void Read18B20Temperature()
{
unsigned char templ,temph,temp;
unsigned int tempv;
Reset18B20();//复位
Write18B20(0xcc);//写命令，跳过ROM编码命令
Write18B20(0x44);//转换命令
while(!DQ);//等待转换完成
Reset18B20();//复位
Write18B20(0xcc);//写命令，跳过ROM编码命令
Write18B20(0xbe);//读取暂存器字节命令
templ=Read18B20();//读低字节
temph=Read18B20();//读高字节
Reset18B20();//复位
tempv=temph;
tempv=tempv<<8|templ;//两个字节合并为一个int型数据
temp=(unsigned char)(tempv>>4);//去掉小数部分,化成char型数据
if((temph&0x80)==0x80)//如果是负温度
{
tempflag=1; //负号显示
tempr=~temp+1; //实际温度值为读取值的补码
fraction=fractioncode[(~templ+1)&0x0f];
//取小数部分补码，将16刻度转换为10刻度，精度为0.1度
}
else//如果是正温度
{
tempflag=0;//正温度,负号不显示
tempr=temp;//
fraction=fractioncode[templ&0x0f];
//取小数部分，将16刻度转换为10刻度，精度为0.1度
}
}
//主函数:
int main(void)
{
tempflag=0;
while(1)
{
Read18B20Temperature();//读取温度值
DTDisplayChar(segmcode[fraction],0x7f);//显示小数部分
Delayms(1);
DTDisplayChar(segmcode[tempr%10]|0x80,0xbf);//显示个位和小数点
Delayms(1);
DTDisplayChar(segmcode[tempr%100/10],0xdf);//显示十位
Delayms(1);
if(tempflag==1) DTDisplayChar(0x40,0xef);//如果是负温度就显示“-”
else DTDisplayChar(segmcode[tempr/100],0xef);//显示百位
Delayms(1);
DTDisplayChar(0xff,0xff);//均衡数码管亮度
}
return 0;
}
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