DS18B20实验箱创新实训Word格式文档下载.docx
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他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
1.DS18B20的主要性能：
（1）独特的单线接口方式：
DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（2）在使用中不需要任何外围元件。
（3）可用数据线供电，电压范围：
+3.0~+5.5V。
（4）测温范围：
-55~+125℃。
固有测温分辨率为0.5℃。
（5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。
（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。
（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。
（8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
图2-3DS18B20的引脚排列
2.DS18B20引脚定义：
（1）DQ为数字信号输入/输出端；
（2）GND为电源地；
（3）VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
3.内部结构图
4.DS18B20有4个主要的数据部件：
（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。
64位光刻ROM的排列是：
开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。
光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
（2）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：
用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。
表1:
DS18B20温度值格式表
这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的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即可得到实际温度。
例如+125℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃的数字输出为FF6FH，-55℃的数字输出为FC90H。
表2:
DS18B20温度数据表
（3）DS18B20温度传感器的存储器
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。
（4）配置寄存器
该字节各位的意义如下：
表3：
配置寄存器结构
TM
R1
R0
1
低五位一直都是"
1"
，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。
在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。
R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：
（DS18B20出厂时被设置为12位）
表4：
温度分辨率设置表
分辨率
温度最大转换时间
9位
93.75ms
10位
187.5ms
11位
375ms
12位
750ms
5.高速暂存存储器:
高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表5所示。
当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。
单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式如表1所示。
对应的温度计算：
当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制；
当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。
表?
2是对应的一部分温度值。
第九个字节是冗余检验字节。
表5：
DS18B20暂存寄存器分布
寄存器内容
字节地址
温度值低位（LSByte）
温度值高位（MSByte）
高温限值（TH）
2
低温限值（TL）
3
配置寄存器
4
保留
5
6
7
CRC校验值
8
6.芯片指令：
根据DS18B20的通讯协议，主机（单片机）控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：
每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作，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。
复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，当DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右，后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。
表6：
ROM指令表
指令
约定代码
功能
读ROM
33H
读DS1820温度传感器ROM中的编码（即64位地址）
符合ROM
55H
发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单总线上与该编码相对应的DS1820使之作出响应，为下一步对该DS1820的读写作准备。
搜索ROM
0FOH
用于确定挂接在同一总线上DS1820的个数和识别64位ROM地址。
为操作各器件作好准备。
跳过ROM
0CCH
忽略64位ROM地址，直接向DS1820发温度变换命令。
适用于单片工作。
告警搜索命令
0ECH
执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。
表7：
RAM指令表
温度变换
44H
启动DS1820进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为93.75ms）。
结果存入内部9字节RAM中。
读暂存器
0BEH
读内部RAM中9字节的内容
写暂存器
4EH
发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。
Writesthreebytestoscratchpad（TH,TL,andconfig）.
复制暂存器
48H
将RAM中第3、4字节的内容复制到EEPROM中。
重调EEPROM
0B8H
将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3、4字节。
读供电方式
0B4H
读DS1820的供电模式。
寄生供电时DS1820发送“0”，外接电源供电DS1820发送“1”。
5.控制时序：
复位时序
读写时序
详细读操作时序
四、软件设计
1．程序流程图
2.程序代码：
程序：
/******************************************
************DS18B20温度传感器*************
******************************************/
#include<
reg52.h>
intrins.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
uchartplsb,tpmsb;
//温度值低位、高位字节
sbitDQ=P3^7;
//数据通信线DQ
/*延时t毫秒*/
voiddelay（uintt）
{
uinti;
while（t--）
{
/*对于11.0592MHZ的时钟，约延时1ms*/
for（i=0;
i<
125;
i++）
{;
}
}
}
/*产生复位脉冲初始化DS18B20*/
voidTxReset（void）
DQ=0;
/*拉低约900us*/
i=100;
while（i>
0）i--;
DQ=1;
//产生上升沿
i=4;
/*等待应答脉冲*/
voidRxWait（void）
while（DQ）;
while（~DQ）;
//检测到应答脉冲
/*读取数据的一位，满足读时隙要求*/
bitRdBit（void）
bitb;
i++;
i++;
//延时15us以上，读时隙下降沿后15us，DS18B20输出数据才有效
b=DQ;
i=8;
while（i>
return（b）;
/*读取数据的一个字节*/
ucharRdByte（void）
uchari,j,b;
b=0;
for（i=1;
=8;
j=RdBit（）;
b=（j<
<
7）|（b>
>
1）;
return（b）;
/*写数据的一个字节，满足写1和写0的时隙要求*/
voidWrByte（ucharb）
ucharj;
bitbtmp;
for（j=1;
j<
j++）
btmp=b&
0x01;
b=b>
1;
//取下一位（由低位向高位）
if（btmp）
{
/*写1*/
DQ=0;
i++;
//延时，使得15us以内拉高
DQ=1;
i=8;
while（i>
//整个写1时隙不低于60us
}
else
/*写0*/
//保持低在60us到120us之间
/*启动温度转换*/
voidconvert（void）
TxReset（）;
//产生复位脉冲，初始化DS18B20
RxWait（）;
//等待DS18B20给出应答脉冲
delay
（1）;
//延时
WrByte（0xcc）;
//skiprom命令
WrByte（0x44）;
//convertT命令
/*读取温度值*/
voidRdTemp（void）
//产生复位脉冲，初始化DS18B20
WrByte（0xbe）;
//readscratchpad命令
tplsb=RdByte（）;
//温度值低位字节（其中低4位为二进制的“小数”部分）
tpmsb=RdByte（）;
//高位值高位字节（其中高5位为符号位）
/*主程序，读取的温度值最终存放在tplsb和tpmsb变量中。
tplsb其中低4位为二进制的“小数”部分；
tpmsb其中高
5位为符号位。
真正通过数码管输出时，需要进行到十进
制有符号实数（包括小数部分）的转换。
*/
voidmain（void）
do
{
delay
（1）;
//延时1ms
convert（）;
//启动温度转换，需要750ms
delay（1000）;
//延时1s
RdTemp（）;
//读取温度
while
（1）;
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