基于DS18B20的測溫實驗原理及實現

DS18B20構成的測溫系統，測量溫度精度達到0.1度，測量的溫度的范圍在-20度到+50度之間，用4位數碼管顯示出來。
???
DPY-1實驗板連接
用排線把JP-CODE連到JP8是，注意：a接P0.0;b接P0.1;c接P0.3…… 把JP-CS連到JP14上,注意:4H接P2.4;3H接P2.5;2H接P2.6;1H接P2.7;
?
連接好DS18B20注意極性不要弄反，否則可能燒壞。DS18B20的外型與常用的三極管一模一樣，上圖是它的管腳分布。用導線將JK—DS的DA端連到P3.1上。

硬件電路圖
?

實驗原理
?? 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。DS18B20產品的特點
（1）、只要求一個I/O口即可實現通信。
（2）、在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號。
（3）、實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。
（4）、測量溫度范圍在－55。C到＋125。C之間。
（5）、數字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。
（6）、內部有溫度上、下限告警設置。
?? DS18B20詳細引腳功能描述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。
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，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。

C語言源程序：
?
#include
code unsigned char seg7code[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
???????????????????????????????? 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}; //顯示段碼
void Delay(unsigned int tc)???? //顯示延時程序
{while( tc != 0 )?
?{unsigned int i;?
? for(i=0; i<100; i++);
? tc--;}
}
sbit TMDAT =P3^1; //DS18B20的數據輸入/輸出腳DQ,根據情況設定
unsigned int sdata;//測量到的溫度的整數部分
unsigned char xiaoshu1;//小數第一位
unsigned char xiaoshu2;//小數第二位
unsigned char xiaoshu;//兩位小數
bit? fg=1;??????? //溫度正負標志
void dmsec (unsigned int count)?????? //延時部分
?{??
?unsigned char i;
?while(count--)
?{for(i=0;i<115;i++);}
?}????????
void tmreset (void)?????? //發送復位
{??????????????????????????????
?unsigned char i;
?TMDAT=0;?? for(i=0;i<103;i++);??
?TMDAT = 1; for(i=0;i<4;i++);??????
}????????
bit tmrbit (void)?????? //讀一位//
?{??????????????????????????
? unsigned int i;??????
? bit dat;?????
? TMDAT = 0;
? i++;??????
? TMDAT = 1;
? i++; i++;? //微量延時?? //
? dat = TMDAT;????
?for(i=0;i<8;i++);
? return (dat);?????
?}????????
unsigned char tmrbyte (void)??????? //讀一個字節
? {????????????????
? unsigned char i,j,dat;?????
? dat = 0;??????
? for (i=1;i<=8;i++)?????
? { j = tmrbit();? dat = (j << 7) | (dat >> 1); }????????
?? return (dat);??
}????????
void tmwbyte (unsigned char dat)???? //寫一個字節
{??????????????????????
? unsigned char j,i;?????
? bit testb;??????
? for (j=1;j<=8;j++)?????
? { testb = dat & 0x01;????
?? dat = dat >> 1;?????
?? if (testb)????
?? {?? TMDAT = 0;???????? //寫0?
???? i++; i++;?????????????????????????????
??? TMDAT = 1;???
??? for(i=0;i<8;i++); }
?????????
?? else??????
? {? TMDAT = 0;???????? //寫0
???? for(i=0;i<8;i++);
??TMDAT = 1;????
???? i++; i++;}??????????????????????????????
}???????
}?
void tmstart (void)?????? //發送ds1820 開始轉換
? {? tmreset();? //復位????
??dmsec(1);? //延時???
??tmwbyte(0xcc);? //跳過序列號命令??
??tmwbyte(0x44);? //發轉換命令 44H,
? }????????
void tmrtemp (void)?????? //讀取溫度
??? {?????????????????????????
??unsigned char a,b;
??tmreset ();? //復位????
??dmsec (1);? //延時????
??tmwbyte (0xcc);? //跳過序列號命令??
??tmwbyte (0xbe);? //發送讀取命令????
??a = tmrbyte ();? //讀取低位溫度???
??b = tmrbyte ();?? //讀取高位溫度??????????
??if(b>0x7f)????? //最高位為1時溫度是負
??{a=~a;?? b=~b+1;?????? //補碼轉換，取反加一
?? fg=0;????? //讀取溫度為負時fg=0
?????? }
??sdata = a/16+b*16;????? //整數部分
??xiaoshu1 = (a&0x0f)*10/16; //小數第一位
??xiaoshu2 = (a&0x0f)*100/16%10;//小數第二位
??xiaoshu=xiaoshu1*10+xiaoshu2; //小數兩位
}?
void DS18B20PRO(void)????????
{? tmstart();?????
? //dmsec(5); ?//如果是不斷地讀取的話可以不延時 //
? tmrtemp(); ?//讀取溫度,執行完畢溫度將存于TMP中 //
}??????????
void Led()
{
?? if(fg==1)?? //溫度為正時顯示的數據
?? {?? P2=P2&0xef;
??? P0=seg7code[sdata/10];?????????? //輸出十位數
??? Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xdf;?
??? P0=seg7code[sdata%10]|0x80; //輸出個位和小數點
??? Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xbf;
??? P0=seg7code[xiaoshu1];?? //輸出小數點后第一位
??? Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0x7f;
??? P0=seg7code[xiaoshu2];?????? //輸出小數點后第二位
??? Delay(4); P2=P2|0xf0;
?? }
?? if(fg==0)? //溫度為負時顯示的數據
?? {?? P2=P2&0xef;
??? P0=seg7code[11];?????????? //負號
??? Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xdf;?
??? P0=seg7code[sdata/10]|0x80; //輸出十位數
??? Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xbf;
??? P0=seg7code[sdata%10];?? //輸出個位和小數點
??? Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0x7f;
??? P0=seg7code[xiaoshu1];?????? //輸出小數點后第一位
??? Delay(4); P2=P2|0xf0;
?? }
}
main()
{fg=1;
?while(1)
?{
? DS18B20PRO();
? Led();
?}
}