基于51单片机+DS18B20温度测温器+LCD1602显示 |
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基于51单片机+DS18B20温度测温器+LCD1602显示
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DS18B20温度传感器
DS18B20相关介绍学习视频推荐DS18B20特性封装形式与引脚说明供电方式（外部电源供电、寄生电源供电、寄生电源强上拉）内部结构温度存储格式及配置寄存器（模式和分辨率）DS18B20指令（ROM指令操作）指令的使用注意事项
时序图初始化写时序（写0或1）读时序（读0或1）
程序代码LCD1602显示温度main.c（主函数）
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DS18B20相关介绍
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我看的是B站的从零学电子。网址 DS18B20特性1.独特的单总线接口，就需一条线则可实现双向通信（测温） 2.测温范围：-55℃~+125℃，可通过编程设定9—12位分辨率，对应分辨温度分别为0.5、0.25、0.125、0.0625℃。 3.支持多点组网（可连接多个DS18B20温度传感器），多个DS18B20可以并联（3或2线）实现多个组网测温，但注意超过8个要解决好供电问题，否则电压过低会导致传输不稳定，从而数据不准确。 4.工作电压：3.0~5.5V （寄生电源方式下可由数据线供电） 5.在使用过程中不需要外围电路，全部传感元件及转换电路都在芯片内了。（上拉电阻） 6.测温结果直接是数字量输出，单总线串行传送方式，同时可传送CRC校验码（校验数据采集是否正确），具有极强的抗干扰和纠错能力。 7.在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字。 8.负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工作。 封装形式与引脚说明
DS18B20内部结构如图所示，其中与操作有关的是：64位光刻ROM、温度传感器、9个字节的RAM存储器、EEPROM(温度报警寄存器TH和TL、配置寄存器)。
DS18B20温度传感器进行测温，测温是以16位的二进制形式提供。 存放格式： 例子： 配置寄存器 TMR1R011111TM：测试模式位，用于设置是在工作方式还是测试模式。在DS18B20出厂时该位设为0，用户不要改动。 R1 R0:分辨率设置 R1R0分辨率/位温度最大转向时间/ms00993.750110187.510113751112750 DS18B20指令（ROM指令操作） 序号指令代码说明1读取ROM33H读DS18B20的64位序列号（只能适用于总线上只有一个DS18B20）2符合 ROM55H匹配指令，发出64位ROM编码，与总线上一个或多个DS18B20匹配，完全对应则响应。（单个或多个均可）3跳过 ROMCCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度变换指令，适用于单片机工作。（适用于单个DS18B20）。4搜索 ROMF0H用于确定挂接在总线上DS18B20个数和 识别64位ROM地址（一般用于多个DS18B20）。5报警搜索命令ECH执行后搜索温度超过设定值上限或下限才做出响应。6写暂存器4EH在该写暂存器指令后向DS18B20的暂存器TH.TL以及配置寄存器中写入数据。7读暂存器BEH发送该指令后DS18B20将从一个字节开始，依次送出9个字节的内容。如果不想读完所有字节。控制器可以在任何时间发出复位指令中止读取或直接不读取。8复制暂存器48H将TH.TL和配置寄存器的内容拷贝到EEPROM中，如果使用寄生电源，总线控制器必须在这条指令发出后10us内启动强上拉并保持至少10ms时间。9启动温度转换指令44H温度转换完成后存放在第1个和第2个字节中，如果是寄生电源，总线必须在发出这条指令后的10us内启动强上拉。10复制EEPROM指令B8H把TH.TL和配置寄存器的值拷贝回暂存器。这种拷贝操作在DS18B20上电时自动执行，上电后，暂存器里就存了有效数据。11读供电方式指令B4H发给DS18B20后，再发出读时间间隙，后返回电源模式：0为寄生电源、1为外部电源。注：每个指令在写都是 低位在前 高位在后 DS18B20发送也是先发低位，再发高位。 比如发送跳过ROM指令（CCH） 二进制位：1100 1100 。发送顺序为 0、0 、1、1、 0、 0、 1、 1 。 指令的使用多个DS18B20情况： 对某一个操作时，主机先逐个与DS18B20挂接-搜索ROM——（F0H），发出匹配ROM指令（55H），紧接着提供64位序列号，之后操作就是针对DS18B20的了。 单个DS18B20情况： 不需要搜索ROM指令，读ROM指令以及匹配ROM等操作，直接跳过ROM指令（CCH），温度转换（44H），读温度操作（8EH）。 注意事项一、 DS18B20硬件是简单，但软件就比较复杂，特别是时序要求。 二、 连接DS18B20线长限制：部分资料显示： 采用普通信号电缆传输超50m时，测温数据不稳定。 采用带屏蔽层双绞线电缆，正常通讯距离可达到150m。 采用每米绞合次数更多的带屏蔽层双绞线电缆时，通讯距离进一步加长。 三、 距离长了测温要考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。 在测温程序设计中，一般如果硬件没什么问题，可以采用延时来跳过检测，但是如果要检测是否有应答要注意不要进入了死循环。 时序图 初始化
每一次进行写ROM相关命令都记得初始化。 对于单个DS18B20我们可以直接跳过ROM指令 直接温度转换。读取温度 步骤： 1.初始化 2.跳过ROM指令 3.启动温度转换（需要时间） 4.延时（等待温度转换） 5.初始化 （记得每写ROM相关命令记得需要从初始化开始） 6.读取温度 7.显示温度 LCD1602显示温度 main.c（主函数） #include #include "delay.h" #include "lcd1602.h" sbit DS18B20 = P3^7; //DS18B20引脚 unsigned char ds18b20Flag; //DS18B20是否响应标志位 unsigned char temperature[2] = {'\0'}; //存放温度整数和小数 unsigned char code array[14] = {"DS18B20 error!"}; unsigned char code array1[5] = {"Temp:"}; /*DS18B20初始化函数*/ void initDs18b20() { DS18B20 = 1; delay20us(); DS18B20 = 0; //拉低电平 delay480us(); //480us-960us之间均可 DS18B20 = 1; //拉高电平 delay50us(); //等待15us-60us if(DS18B20 == 1) //如果未响应 { ds18b20Flag = 1; //DS18B20未响应 标志位置1 } delay240us(); } /*DS18B20写命令函数*/ void ds18b20WriteData(unsigned char com) { unsigned char i; for(i=0;i>1; } } /*DS18B20读数据函数*/ unsigned char ds18b20ReadData() { unsigned char i; unsigned char dat = 0; //接收数据 for(i=0;i>1; //右移一位 DS18B20 = 1; //释放总线 if(DS18B20 == 1) { dat = dat|0x80; } delay45us(); //保持45us DS18B20 = 1; //释放总线 } return dat; } /*读取温度函数*/ void readTemperature() { unsigned char temperatureLow; //温度低字节 unsigned char temperatureHigh; //温度高字节 unsigned char tempFlag = 0; //温度正负标志位 unsigned char disposeValue; //处理值 initDs18b20(); //初始化DS18B20 ds18b20WriteData(0xcc); //跳过ROM ds18b20WriteData(0x44); //启动温度转换指令 //延时一段时间 delay800ms(); initDs18b20(); //每一次写命令都需要初始化 ds18b20WriteData(0xcc); //跳过ROM ds18b20WriteData(0xbe); //读暂存器内容 temperatureLow = ds18b20ReadData(); //获取温度的第一个字节 temperatureHigh = ds18b20ReadData(); //获取温度的第二个字节 disposeValue = (temperatureHigh4); //获取温度整数部分 if(disposeValue>=128) //温度是负数 { disposeValue = ~disposeValue+1; tempFlag = 1; } temperature[0] = disposeValue; //温度整数 temperature[1] = temperatureLow & 0x0f; //温度小数 } void displayTemperature() { write_com(0x85); write_data((temperature[0]/100) + 0x30); //温度百位 write_com(0x86); write_data((temperature[0]/10%10) + 0x30); //温度十位 write_com(0x87); write_data((temperature[0]%10) + 0x30); //温度个位 write_com(0x88); write_data('.'); write_com(0x89); write_data((temperature[1]*10/16) + 0x30); //小数第一位 // write_data((tempterature[1]*625/1000)); write_com(0x8a); write_data((temperature[1]*100/16%10) + 0x30); //小数第二位 // write_data((tempterature[1]*625/100%10)); /* 显示 ℃ */ write_com(0x8b); write_data(0xdf); write_com(0x8c); write_data('C'); } void main() { unsigned char i; init_lcd(); //初始化1602 write_com(0x80); for(i=0;i |
光刻ROM中64位序列号是出厂前就光刻好的，相当地址序列号。排列是低位开始，低8位（产品类型标号），接着48位（自身序列号，）相当于身份证号、最高8位（前面56位的循环亢余校验码）。 如果一条总线挂接多个DS18B20需要MCU（微控制器）通过单总线对多个DS18B20进行寻址。 
16位中 低4位是温度的小数部分、最高5位是温度的正负（全为0为正，全为1为负），中间的7位则是温度的整数部分。小数部分十进制等于16进制乘0.0625。
注意：如果是负数温度，那么得按位取反+1。 比如数据为 1111 1100 1001 0000 首先低4位都为0.所以温度小数部分为0。最高5位为1，所以温度是负数，所以我们得按位取反才是正确的数， 温度的整数部分为 100 1001——>按位取反得：011 0110 再+1 则结果是 011 0111 ——>0x37(16进制)——>55℃（十进制）
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