蓝桥杯单片机——DS18B20温度传感器（16）

一、原理分析

DS18B20是一种常用的数字温度传感器，输出数字信号，温度转换的延迟时间为750ms。

蓝桥杯单片机资源包将提供一个关于DS18B20底层驱动库文件，onewire.c文件和onewire.h其实里面只有文件。DS18B20复位操作、字节写操作和字节读操作三个函数。温度传感器DS18B20是单总线通信设备，操作总线时序要求非常严格。如果序列混乱，设备将不响应主机DS18B时序在20底层驱动程序中非常重要。可能需要适当调整不同系统时钟的微处理器。

1、DS18B20温度转换和读取过程

【1】DS18B20复位。

2写字节0xCC，跳过ROM指令。

3写字节0x44.开始温度转换。

【4】延时700~900ms。

【5】 DS18B20复位。

6写字节0xCC，跳过ROM指令。

7写字节0xBE，读取高速临存器。

8读取暂存器的第0字节，即温度数据LSB。

9读取暂存器的第一字节，即温度数据MSB。

【10】DS18B20复位。表示读取数据结束。

【11】将LSB和MSB整合成16位数据。

12判断读取结果的符号，处理正负温度的数据。

2、DS18B20的数据处理

DS18B20以16位带符号位读出扩展的二进制补码形式。高5位为符号位，低4位为小数，中7位为整数。

DS18B20的分辨率为0.0625.当读取数据为正温时，将会LSB和MSB16位整数直接乘以0.0625就够了。当读取数据为负温度时，需要将数据读取LSB和MSB16位整数，取反加1，乘以0.0625。

举个例子来说明这种处理的具体过程:
假设DS18B20温度采样结果如下：LSB = 0x96，MSB = 0x01。
温度数据变量T_dat为16位无符号int整形，初始值为0x0000。
执行T_dat = MSB；语句后， T_dat 的值为：0x0001。
执行T_dat <<= 8；语句后， T_dat 的值为：0x0100。
执行T_dat = T_dat | LSB；语句后， T_dat 的值为：0x0196。
正常情况下，通过判断高5位符号扩展位，正温处理算法应为：
要求温度结果保留一个小数位，为了简化单片机中的操作，整形处理可以放大10倍，将两位小数保留100倍。

如果温度结果只显示整个部分，那就不用那么罗嗦了，直接显示整数:
T_dat >>= 4；即 T_dat = 0x0019 = 25 摄氏度。

二、编程

<1> 先将onewire.c文件和onewire.h将文件复制到当前工程下。
<2> 打开onewire.h检查文件代码是否完整，确认总线引脚定义是否和CT107D硬件对应，即P1^4.如不对应，则修改。
<3> 打开onewire.c文件， 研究每个底层驱动代码的具体实现，初步判断时序延迟是否合理，如有明显错误，则修改。（IAP15F2K60S2的操作速度是51的12倍，底层驱动代码一般是51。如果发现温度不准确，只需要把它拿走onewire.c驱动代码中的延迟可以增加10倍或12倍。
<4> 根据DS18B20工作原理和操作流程，编写读取温度结果和处理温度数据的函数DS18B20应用开发中最重要的环节。
<5> 根据温度结果刷新数字管显示。这部分可以使用MM实现模式，可用IO实现模式。

用小数显示温度

main.c

#include  #include   unsigned char  duanma[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; unsigned char  duanma_x[10]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; unsigned int   temp=0;  void Delay_SMG(unsigned int t) {  while(t--); } void DisplaySMG_Bit(unsigned char pos,unsigned char dat) {   P2=0xE0;P0=0xff;///先关掉所有数码管，避免显示异常   P2=0xC0;P0=0x01<>=4; ////取出温度结果的整数部分     temp=temp*10.//放大10倍，然后加上小数部分     temp=temp (LSB&0x0f)*0.625;   } } void main() {  P2=0x80;P0=0xff;
  while(1)
  {
  	 Read_DS18B20_temp();
	 DisplaySMG_temp();
  }
}

onewire.c 

/*
  程序说明: 单总线驱动程序
  软件环境: Keil uVision 4.10 
  硬件环境: CT107单片机综合实训平台(外部晶振12MHz) STC89C52RC单片机
  日    期: 2011-8-9
*/
#include "reg52.h"

sbit DQ = P1^4;  //单总线接口

//单总线延时函数
void Delay_OneWire(unsigned int t)  //STC89C52RC
{
	while(t--);
}

//通过单总线向DS18B20写一个字节
void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ = 0;
		DQ = dat&0x01;
		Delay_OneWire(50);
		DQ = 1;
		dat >>= 1;
	}
	Delay_OneWire(50);
}

//从DS18B20读取一个字节
unsigned char Read_DS18B20(void)
{
	unsigned char i;
	unsigned char dat;
  
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ = 0;
		dat >>= 1;
		DQ = 1;
		if(DQ)
		{
			dat |= 0x80;
		}	    
		Delay_OneWire(50);
	}
	return dat;
}

//DS18B20设备初始化
bit init_ds18b20(void)
{
  	bit initflag = 0;
  	
  	DQ = 1;
  	Delay_OneWire(120);
  	DQ = 0;
  	Delay_OneWire(800);
  	DQ = 1;
  	Delay_OneWire(100); 
    initflag = DQ;     
  	Delay_OneWire(50);
  
  	return initflag;
}

 onewire.h

#ifndef __ONEWIRE_H
#define __ONEWIRE_H

unsigned char rd_temperature(void);  //; ;
bit init_ds18b20(void);
unsigned char Read_DS18B20(void);
void Write_DS18B20(unsigned char dat);
#endif

2、用整数显示温度

 

#include 
#include 

unsigned char  duanma[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
unsigned char  duanma_x[10]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};
unsigned int   temp=0; 
void Delay_SMG(unsigned int t)
{
	while(t--);
}
void DisplaySMG_Bit(unsigned char pos,unsigned char dat)
{
  P2=0xE0;P0=0xff;//先全部关掉数码管，避免显示不正常
  P2=0xC0;P0=0x01<>=4;
	
}
void main()
{
  P2=0x80;P0=0xff;
  while(1)
  {
  	 Read_DS18B20_temp();
	 DisplaySMG_temp();
  }
}

用手摸温度传感器U5，温度上升