基于DS18B20的智能温度测量装置Word文档格式.docx
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2、
DS18B20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,高速暂存器。
DS18B20的管脚排列如图1所示。
64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号。
不同的器件地址序列号不同。
图1
DS18B20引脚分布图
8位产品系列号
48位产品序号
8位CRC编码
DS18B20高速暂存器共9个存存单元，如表所示：
序号
寄存器名称
作
用
0
温度低字节
以16位补码形式存放
4、5
保留字节1、2
1
温度高字节
6
计数器余值
2
TH/用户字节1
存放温度上限
7
计数器/℃
3
HL/用户字节2
存放温度下限
8
CRC
以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：
12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低两个8位的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0.0625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0.0625才能得到实际温度。
高8位
S
26
25
24
低8位
23
22
21
20
2-1
2-2
2-3
2-4
1、DS18B20控制方法
在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是Vcc接外部电源，GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；
另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND接地，I/O接单片机I/O。
无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。
DS18B20有六条控制命令，如表所示：
指
令
约定代码
操
作
说
明
温度转换
44H
启动DS18B20进行温度转换
读暂存器
BEH
读暂存器9个字节内容
写暂存器
4EH
将数据写入暂存器的TH、TL字节
复制暂存器
48H
把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中
重新调E2RAM
B8H
把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节
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
CPU对DS18B20的访问流程是：
先对DS18B20初始化，再进行ROM操作命令，最后才能对存储器操作，数据操作。
DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。
如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：
每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，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进行预定的操作。
三、基于DS18B20的温度测量装置
1、系统组成
由DS18B20构成的智能温度测量装置由三部分组成：
DS18B20温度传感器、89C2051、显示模块。
产品的主要技术指标：
①测量范围：
-55℃-+125℃，
②测量精度：
0.5℃
③反应时间≤500ms。
工作原理
基于DS18B20的温度测量装置电图如图2所示：
温度传感器DS18B20将被测环境温度转化成带符号的数字信号（以十六位补码形式，占两个字节），传感器可置于离装置150米以内的任何地方，输出脚I/O直接与单片机的P1.1相连，R1为上拉电阻，传感器采用外部电源供电。
89C2051是整个装置的控制核心，89C2051内带1K字节的FlashROM，用户程序存放在这里。
显示器模块由四位一体的共阳数码管和4个9012组成。
系统程序分传感器控制程序和显示器程序两部分，传感器控制程序是按照DS18B20的通信协议编制。
系统的工作是在程序控制下，完成对传感器的读写和对温度的显示。
1、程序设计
根据DS18B20的通信协议,按图2的硬件结构。
下面是系统的主要程序。
系统主程序********************
ORG0100H
I/OBITP3.4
START：
LCALLRST18B20；
调DS18B20初始化子程序
MOVA，#OCCH；
写CCH到DS18B20，以便跳过ROM匹配
LCALLWIDS18B20；
WIDS18B20是写18B20子程序
JNBF1，START；
若DS18B20不存在则从新开始
MOVA，#44H；
发温度转换命令
LCALLWIDS18B20
LCALLDSPLAY；
调显示子程序
LCALLRST18B20
MOVA，#0BEH；
发读温度命令
LCALLWIDS18B20
LCALLRDDS18B20；
RDDS18B20是读子程序
LCALLZWDS18B20；
ZWDS18B20是温度计算子程序
LCALLDSPLAY
LJMPSTART
***********部分子程序************
DS18B20初始化子程序***********
RST18B20：
SETB
I/O
CLR
I/O
MOV
R0,#0FAH；
延时500微秒
LP1：
DJNZ
R0,LP1
I/O；
释放总线
R0,#15H；
在63微秒内检测是否出现应答信号
LP2：
JNB
I/O,LP3
R0,LP2
F1
；
清标志位,表示DS1820不存在
LJMP
LP5
LP3：
SETBF1；
标专置1，表示DS18B20存在
MOV
LP4：
R0,LP4
LP5：
RET
18B20读子程序**********
RDDS18B20：
R2,#8
LOOP：
CLR
C
SETB
I/Q
NOP
NOP
R3,#7
R3,$
C,I/Q
R3,#23
DJNZ
RRC
A
R2,LOOP
18B20写子程序************
WIDS18B20：
WI：
DQ
R3,#6
RRC
DQ,C
R2,WR1
RET
18B20显示子程序************
DSPLAY：
----------
18B20温度计算子程序************
ZWDS18B20：
----------
END
结束语
数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D转换于一体，具有单总线结构，数字量输出，直接与微机接口等优点。
既可用它组成单路温度测量装置，也可用它组成多路温度测量装置，文章介绍的单路温度测量装置已研制成产品,产品经测试在-10℃-70℃间测得误差为0.25℃,80℃≤T≤105℃时误差为0.5℃,当T>
105℃误差为增大到1℃左右。
用单总线温度传感器和单片机构成的测温装置具有推广价值。
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