DS18B20温度传感器实验 - - Powered by Discuz!

1．普中实验开发版一块, 杜邦线若干，端子线一个，温度传感器DS18B20一个

　　测量温度的关键是温度传感器。随着技术飞速发展，传感器已进入第三代数字传感器。本测温系统采用的DS18B20就是属于这种传感器。DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的单总线数字温度传感器，它可以实现数字化输出和测试，并且有控制功能强、传输距离远、抗干扰能力强、接口方便、微功耗等优点，因而被广泛应用在工业、农业、军事等领域的控制仪器、测控系统中。

　　a. DS18B20因为采用了单总线技术，可通过串行口线，也可通过其他I/O口线与微机直接接传感器直接输出被测温度值（二进制数）。

　　d.内含64位只读存储器ROM,（内存出厂序列号，是对应每一个器件的唯一号），还又RAM 存有温度当前转换值及符号。

　　两个8位的RAM中，存放二进制的数，高五位是符号位，如果温度大于0℃,这五位数为0，将测到的数值乘以0.0625，即得到实际的温度值;如果温度小于0℃,高五位为1，测到的数值需要取反加1，再乘以0.0625 ，才得到实际的温度值。

　　 DS18B20的操作是通过执行操作命令实现的，其控制程序是按照DS18B20的通讯协议编制的。单片机与DS18B20交换数据，CPU按照单总线协议在总线上产生复位时序和读写时序来实现的。其中包含复位脉冲、响应脉冲、读、写时序，只有响应脉冲是DS18B20发出的，其他都有单片机发出。时序的具体要求如下：

　　（1）复位脉冲：单片机发出一个宽为480—960μs的负脉冲之后再发出5—60μs的正脉冲，此时DS18B20会发出一个60—240μs的响应脉冲，复位时序结束。也就是呼应阶段。

　　（2）写时间片：写一位二进制的信息，周期至少为61μS,其中含1μS的恢复时间，单片机启动写程序后15—60μs期间DS18B20自动采样数据线，低电平为“0”，高电平为“1”。单片机写“0”时，要持续低电平60—120μs,写“1”时，要在启动后15μs之内使数据线变为高电平。

　　（3）读时间片：读一位二进制数据，周期及恢复时间要求与写时间片相同。单片机启动读时序之后，至少保持1μs低电平，然后在接近启动后15μs之前读入数据。低电平为“0”，高电平为“1”。

　　在 ROM 操作命令中，有两条命令专门用于获取传感器序列号:读ROM命令（33H）和搜索ROM命令（FOH）。读ROM命令只在总线上只有一个传感器的情况下使用。具体的搜索过程为:（1）单片机发出复位脉冲进行初始化，连接在P3。5口上的传感器则发出存在脉冲做出响应。（2）单片机在单总线上发出搜索ROM命令。（3）单片机从单总线上读一位数据。ds18b20的工作时序分别有初始化时序、写时序、读时序、转换时序等，根据传感器的这些时序要求编写出子程序、主程序

JP10端口连接JP12端口，也就是STC89C51的P0端口连接74HC245, STC89C51的P2.2,P2.3,P2.4端口连接U12的A,B,C端口。温度传感器DS18B20出厂时就安装好了。

#include "reg52.h"
#include"temp.h"
sbit LSA=P2^2;
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;

char num=0;
uchar DisplayData[8];
uchar code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
void datapros(int temp)             //此函数功能是
{
               float tp;
            if(temp< 0)                                                       //添加注释：
            {
                        DisplayData[0] = 0x40;
                        temp=temp-1;
                        temp=~temp;             //添加注释：
                        tp=temp;
                        temp=tp*0.0625*100+0.5;                //添加注释：
            }
            else                      //添加注释：
            {
                        DisplayData[0] = 0x00;
                        tp=temp;
                        temp=tp*0.0625*100+0.5;
            }
            DisplayData[1] = smgduan[temp / 10000];
            DisplayData[2] = smgduan[temp % 10000 / 1000];
            DisplayData[3] = smgduan[temp % 1000 / 100] | 0x80;
            DisplayData[4] = smgduan[temp % 100 / 10];
            DisplayData[5] = smgduan[temp % 10];
}

void DigDisplay() //此函数功能是
{
            uchar i;
            for(i=0;i<6;i++)
            {
                        switch(i)             //位选，选择点亮的数码管，
                        {
                                       case(0):
                                                      LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;//显示第位
                                       case(1):
                                                      LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;//显示第位
                                       case(2):
                                                      LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;//显示第位
                                       case(3):
                                                      LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;//显示第位
                                       case(4):
                                                      LSA=0;LSB=0;LSC=1; break;//显示第位
                                       case(5):
                                                      LSA=1;LSB=0;LSC=1; break;//显示第位
                        }
                        P0=DisplayData;
                        delayms(1);
                        P0=0x00;                //添加注释：
            }
}

void main()
{
            while(1)
            {
                        datapros(Ds18b20ReadTemp());             //添加注释：
                        DigDisplay();                //添加注释：
            }
}

以下为temp.c文件内容
#include"temp.h"
void delayms(uint xms)
{
uint i,j;
            for(i=xms;i>0;i--)
  for(j=110;j>0;j--);
}

uchar Ds18b20Init()
{
            uchar i;
            DSPORT = 0;                                        //将总线拉低480us~960us
            i = 70;
            while(i--);       //延时642us
            DSPORT = 1;//然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低
            i = 0;
            while(DSPORT)             //等待DS18B20拉低总线
            {
                        delayms(1);
                        i++;
                        if(i>5)//等待>5MS
                        {
                                       return 0;//初始化失败
                        }

            }
            return 1;//初始化成功
}

void Ds18b20WriteByte(uchar dat)
{
            uint i, j;

            for(j=0; j<8; j++)
            {
                        DSPORT = 0;                                  //每写入一位数据之前先把总线拉低1us
                        i++;
                        DSPORT = dat & 0x01;  //然后写入一个数据，从最低位开始
                        i=6;
                        while(i--); //延时68us，持续时间最少60us
                        DSPORT = 1;             //然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
                        dat >>= 1;
            }
}

uchar Ds18b20ReadByte()
{
            uchar byte, bi;
            uint i, j;
            for(j=8; j>0; j--)
            {
                        DSPORT = 0;//先将总线拉低1us
                        i++;
                        DSPORT = 1;//然后释放总线
                        i++;
                        i++;//延时6us等待数据稳定
                        bi = DSPORT;             //读取数据，从最低位开始读取
                        /*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/
                        byte = (byte >> 1) | (bi << 7);
                        i = 4;                         //读取完之后等待48us再接着读取下一个数
                        while(i--);
            }
            return byte;
}
void  Ds18b20ChangTemp()
{
            Ds18b20Init();
            delayms(1);
            Ds18b20WriteByte(0xcc);                         //添加注释：
            Ds18b20WriteByte(0x44);                //添加注释：
}

void  Ds18b20ReadTempCom()
{
            Ds18b20Init();
            delayms(1);
            Ds18b20WriteByte(0xcc);
            Ds18b20WriteByte(0xbe);             //添加注释：
}

int Ds18b20ReadTemp()
{
            int temp = 0;
            uchar tmh, tml;
            Ds18b20ChangTemp();                                        //添加注释：
            Ds18b20ReadTempCom();                         //添加注释：
            tml = Ds18b20ReadByte();             //添加注释：
            tmh = Ds18b20ReadByte(); //添加注释：
            temp = tmh;
            temp <<= 8;
            temp |= tml;
            return temp;
}

以下为temp.h文件内容：
#ifndef __TEMP_H_
#define __TEMP_H_
#include<reg52.h>
#ifndef uchar
#define uchar unsigned char
#endif

#ifndef uint
#define uint unsigned int
#endif

//--定义使用的IO口--//
sbit DSPORT=P3^7;

//--声明全局函数--//
void delayms(uint );
uchar Ds18b20Init();
void Ds18b20WriteByte(uchar com);
uchar Ds18b20ReadByte();
void  Ds18b20ChangTemp();
void  Ds18b20ReadTempCom();
int Ds18b20ReadTemp();

#endif
5. 要求添加上面代码的注释。
6. 调试程序、并下载到普中实验板，观察实验现象。实验效果要求演示给指导教师。
实验现象是：

7. 回答DS18B20的单总线编程需要注意事项。
答：

四、提高实验
1. 请指出温度显示的最小刻度是多少？

2. 请画出该实验的datapros（）函数的软件流程图？

3. 修改程序，实现温度显示能显示出小数后3位，整数保留3位。