DS18B20数字温度计的单片机接口应用详细说明

1．DS18B20基本知识

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，十分方便。

1、DS18B20产品的特点

（1）、只要求一个端口即可实现通信。

（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。

（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。

2、DS18B20的引脚介绍

TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图1，其引脚功能描述见表1。

（底视图）

图1

表1　DS18B20详细引脚功能描述

序号名称引脚功能描述

1GND地信号

2DQ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。

3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。

3． 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，硬件上并不支持单总线协议，因此，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。而每一次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。

DS18B20的复位时序

DS18B20的读时序

对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。

对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。

DS18B20的写时序

对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。

对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。

4． 实验任务

用一片DS18B20构成测温系统，测量的温度精度达到0.1度，测量的温度的范围在－20度到＋100度之间，用8位数码管显示出来。

5． 电路原理图

6． 系统板上硬件连线

（1）． 把“单片机系统”区域中的P0.0－P0.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端子上。

（2）． 把“单片机系统”区域中的P2.0－P2.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。

（3）． 把DS18B20芯片插入“四路单总线”区域中的任一个插座中，注意电源与地信号不要接反。

（4）． 把“四路单总线”区域中的对应的DQ端子连接到“单片机系统”区域中的P3.7/RD端子上。

7． C语言源程序

#include 《AT89X52.H》

#include 《INTRINS.h》

unsigned char code displaybit［］={0xfe，0xfd，0xfb，0xf7，

0xef，0xdf，0xbf，0x7f};

unsigned char code displaycode［］={0x3f，0x06，0x5b，0x4f，

0x66，0x6d，0x7d，0x07，

0x7f，0x6f，0x77，0x7c，

0x39，0x5e，0x79，0x71，0x00，0x40};

unsigned char code dotcode［32］={0，3，6，9，12，16，19，22，

25，28，31，34，38，41，44，48，

50，53，56，59，63，66，69，72，

75，78，81，84，88，91，94，97};

unsigned char displaycount;

unsigned char displaybuf［8］={16，16，16，16，16，16，16，16};

unsigned char timecount;

unsigned char readdata［8］;

sbit DQ=P3^7;

bit sflag;

bit resetpulse（void）

{

unsigned char i;

DQ=0;

for（i=255;i》0;i--）;

DQ=1;

for（i=60;i》0;i--）;

return（DQ）;

for（i=200;i》0;i--）;

}

void writecommandtods18b20（unsigned char command）

{

unsigned char i;

unsigned char j;

for（i=0;i《8;i++）

{

if（（command & 0x01）==0）

{

DQ=0;

for（j=35;j》0;j--）;

DQ=1;

}

else

{

DQ=0;

for（j=2;j》0;j--）;

DQ=1;

for（j=33;j》0;j--）;

}

command=_cror_（command，1）;

}

}

unsigned char readdatafromds18b20（void）

{

unsigned char i;

unsigned char j;

unsigned char temp;

temp=0;

for（i=0;i《8;i++）

{

temp=_cror_（temp，1）;

DQ=0;

_nop_（）;

_nop_（）;

DQ=1;

for（j=10;j》0;j--）;

if（DQ==1）

{

temp=temp | 0x80;

}

else

{

temp=temp | 0x00;

}

for（j=200;j》0;j--）;

}

return（temp）;

}

void main（void）

{

TMOD=0x01;

TH0=（65536-4000）/256;

TL0=（65536-4000）%6;

ET0=1;

EA=1;

while（resetpulse（））;

writecommandtods18b20（0xcc）;

writecommandtods18b20（0x44）;

TR0=1;

while（1）

{

;

}

}

void t0（void） interrupt 1 using 0

{

unsigned char x;

unsigned int result;

TH0=（65536-4000）/256;

TL0=（65536-4000）%6;

if（displaycount==2）

{

P0=displaycode［displaybuf［displaycount］］ | 0x80;

}

else

{

P0=displaycode［displaybuf［displaycount］］;

}

P2=displaybit［displaycount］;

displaycount++;

if（displaycount==8）

{

displaycount=0;

}

timecount++;

if（timecount==150）

{

timecount=0;

while（resetpulse（））;

writecommandtods18b20（0xcc）;

writecommandtods18b20（0xbe）;

readdata［0］=readdatafromds18b20（）;

readdata［1］=readdatafromds18b20（）;

for（x=0;x《8;x++）

{

displaybuf［x］=16;

}

sflag=0;

if（（readdata［1］ & 0xf8）！=0x00）

{

sflag=1;

readdata［1］=~readdata［1］;

readdata［0］=~readdata［0］;

result=readdata［0］+1;

readdata［0］=result;

if（result》255）

{

readdata［1］++;

}

}

readdata［1］=readdata［1］《《4;

readdata［1］=readdata［1］ & 0x70;

x=readdata［0］;

x=x》》4;

x=x & 0x0f;

readdata［1］=readdata［1］ | x;

x=2;

result=readdata［1］;

while（result/10）

{

displaybuf［x］=result;

result=result/10;

x++;

}

displaybuf［x］=result;

if（sflag==1）

{

displaybuf［x+1］=17;

}

x=readdata［0］ & 0x0f;

x=x《《1;

displaybuf［0］=（dotcode［x］）;

displaybuf［1］=（dotcode［x］）/10;

while（resetpulse（））;

writecommandtods18b20（0xcc）;

writecommandtods18b20（0x44）;

}

}