基于DS18B20的测温实验原理及实现

　　DS18B20构成的测温系统，测量温度达到0.1度，测量的温度的范围在-20度到+50度之间，用4位数码管显示出来。

　　DPY-1实验板连接

　　用排线把JP-CODE连到JP8是，注意：a接P0.0;b接P0.1;c接P0.3…… 把JP-CS连到JP14上,注意:4H接P2.4;3H接P2.5;2H接P2.6;1H接P2.7;

　　连接好DS18B20注意极性不要弄反，否则可能烧坏。DS18B20的外型与常用的三极管一模一样，上图是它的管脚分布。用导线将JK—DS的DA端连到P3.1上。

　　硬件电路图

　　实验原理

　　DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计。DS18B20产品的特点

　　（1）、只要求一个I/O口即可实现通信。

　　（2）、在DS18B20中的每个器件上都有的序列号。

　　（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

　　（4）、测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。

　　（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。

　　（6）、内部有温度上、下限告警设置。

　　DS18B20详细引脚功能描述1 GND地信号；2 DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源；3 VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。

　　DS18B20的使用方法。由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。

　　C语言源程序：

　　#include<reg52.h>

　　code unsigned char seg7code[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,

　　0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}; //显示段码

　　void Delay(unsigned int tc)     //显示延时程序

　　{while( tc != 0 )

　　{unsigned int i;

　　for(i=0; i<100; i++);

　　tc--;}

　　}

　　sbit TMDAT =P3^1; //DS18B20的数据输入/输出脚DQ,根据情况设定

　　unsigned int sdata;//测量到的温度的整数部分

　　unsigned char xiaoshu1;//小数位

　　unsigned char xiaoshu2;//小数第二位

　　unsigned char xiaoshu;//两位小数

　　bit  fg=1;        //温度正负标志

　　void dmsec (unsigned int count)       //延时部分

　　{

　　unsigned char i;

　　while(count--)

　　{for(i=0;i<115;i++);}

　　}

　　void tmreset (void)       //发送复位

　　{

　　unsigned char i;

　　TMDAT=0;   for(i=0;i<103;i++);

　　TMDAT = 1; for(i=0;i<4;i++);

　　}

　　bit tmrbit (void)       //读一位//

　　{

　　unsigned int i;

　　bit dat;

　　TMDAT = 0;

　　i++;

　　TMDAT = 1;

　　i++; i++;  //微量延时   //

　　dat = TMDAT;

　　for(i=0;i<8;i++);

　　return (dat);

　　}

　　unsigned char tmrbyte (void)        //读一个字节

　　{

　　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)     //写一个字节

　　{

　　unsigned char j,i;

　　bit testb;

　　for (j=1;j<=8;j++)

　　{ testb = dat & 0x01;

　　dat = dat >> 1;

　　if (testb)

　　{   TMDAT = 0;         //写0

　　i++; i++;

　　TMDAT = 1;

　　for(i=0;i<8;i++); }

　　else

　　{  TMDAT = 0;         //写0

　　for(i=0;i<8;i++);

　　TMDAT = 1;

　　i++; i++;}

　　}

　　}

　　void tmstart (void)       //发送ds1820 开始转换

　　{  tmreset();  //复位

　　dmsec(1);  //延时

　　tmwbyte(0xcc);  //跳过序列号命令

　　tmwbyte(0x44);  //发转换命令 44H,

　　}

　　void tmrtemp (void)       //读取温度

　　{

　　unsigned char a,b;

　　tmreset ();  //复位

　　dmsec (1);  //延时

　　tmwbyte (0xcc);  //跳过序列号命令

　　tmwbyte (0xbe);  //发送读取命令

　　a = tmrbyte ();  //读取低位温度

　　b = tmrbyte ();   //读取高位温度

　　if(b>0x7f)      //位为1时温度是负

　　{a=~a;   b=~b+1;       //补码转换，取反加一

　　fg=0;      //读取温度为负时fg=0

　　}

　　sdata = a/16+b*16;      //整数部分

　　xiaoshu1 = (a&0x0f)*10/16; //小数位

　　xiaoshu2 = (a&0x0f)*100/16%10;//小数第二位

　　xiaoshu=xiaoshu1*10+xiaoshu2; //小数两位

　　}

　　void DS18B20PRO(void)

　　{  tmstart();

　　//dmsec(5);  //如果是不断地读取的话可以不延时 //

　　tmrtemp();  //读取温度,执行完毕温度将存于TMP中 //

　　}

　　void Led()

　　{

　　if(fg==1)   //温度为正时显示的数据

　　{   P2=P2&0xef;

　　P0=seg7code[sdata/10];           //输出十位数

　　Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xdf;

　　P0=seg7code[sdata%10]|0x80; //输出个位和小数点

　　Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xbf;

　　P0=seg7code[xiaoshu1];   //输出小数点后位

　　Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0x7f;

　　P0=seg7code[xiaoshu2];       //输出小数点后第二位

　　Delay(4); P2=P2|0xf0;

　　}

　　if(fg==0)  //温度为负时显示的数据

　　{   P2=P2&0xef;

　　P0=seg7code[11];           //负号

　　Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xdf;

　　P0=seg7code[sdata/10]|0x80; //输出十位数

　　Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xbf;

　　P0=seg7code[sdata%10];   //输出个位和小数点

　　Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0x7f;

　　P0=seg7code[xiaoshu1];       //输出小数点后位

　　Delay(4); P2=P2|0xf0;

　　}

　　}

　　main()

　　{fg=1;

　　while(1)

　　{

　　DS18B20PRO();

　　Led();

　　}

　　}

  

参考文献:

[1]. DS18B20 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/DS18B20_819975.html.
[2]. AT89S51 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/AT89S51_970858.html.
[3]. ds1820  datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/ds1820+_1056054.html.