DS18B20相關介紹

DS18B20特性

1.獨特的單總線介面，就需一條線則可實作雙向通信（測溫）
2.測溫范圍：-55℃~+125℃，可通過編程設定9—12位解析度，對應分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125、0.0625℃，
3.支持多點組網（可連接多個DS18B20溫度傳感器），多個DS18B20可以并聯（3或2線）實作多個組網測溫，但注意超過8個要解決好供電問題，否則電壓過低會導致傳輸不穩定，從而資料不準確，
4.作業電壓：3.0~5.5V （寄生電源方式下可由資料線供電）
5.在使用程序中不需要外圍電路，全部傳感元件及轉換電路都在芯片內了，（上拉電阻）
6.測溫結果直接是數字量輸出，單總線串行傳送方式，同時可傳送CRC校驗碼（校驗資料采集是否正確），具有極強的抗干擾和糾錯能力，
7.在9位解析度時最多在93.75ms內把溫度轉換為數字，12位解析度時最多在750ms內把溫度值轉換為數字，
8.負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發熱而啥訓， 但不能正常作業，

封裝形式與引腳說明

供電方式（外部電源供電、寄生電源供電、寄生電源強上拉）

內部結構

DS18B20內部結構如圖所示，其中與操作有關的是：64位光刻ROM、溫度傳感器、9個位元組的RAM存盤器、EEPROM(溫度報警暫存器TH和TL、配置暫存器)，

光刻ROM中64位序列號是出廠前就光刻好的，相當地址序列號，排列是低位開始，低8位（產品型別標號），接著48位（自身序列號，）相當于身份證號、最高8位（前面56位的回圈亢余校驗碼），
如果一條總線掛接多個DS18B20需要MCU（微控制器）通過單總線對多個DS18B20進行尋址，

溫度存盤格式及配置暫存器（模式和解析度）

DS18B20溫度傳感器進行測溫，測溫是以16位的二進制形式提供，
存放格式：

16位中 低4位是溫度的小數部分、最高5位是溫度的正負（全為0為正，全為1為負），中間的7位則是溫度的整數部分，小數部分十進制等于16進制乘0.0625，

例子：

注意：如果是負數溫度，那么得按位取反+1，
比如資料為 1111 1100 1001 0000
首先低4位都為0.所以溫度小數部分為0，最高5位為1，所以溫度是負數，所以我們得按位取反才是正確的數， 溫度的整數部分為 100 1001——>按位取反得：011 0110 再+1 則結果是 011 0111 ——>0x37(16進制)——>55℃（十進制）

配置暫存器

TM：測驗模式位，用于設定是在作業方式還是測驗模式，在DS18B20出廠時該位設為0，用戶不要改動，
R1 R0:解析度設定

DS18B20指令（ROM指令操作）

注：每個指令在寫都是 低位在前 高位在后 DS18B20發送也是先發低位，再發高位，
比如發送跳過ROM指令（CCH） 二進制位：1100 1100 ，發送順序為
0、0 、1、1、 0、 0、 1、 1 ，

指令的使用

多個DS18B20情況： 對某一個操作時，主機先逐個與DS18B20掛接-搜索ROM——（F0H），發出匹配ROM指令（55H），緊接著提供64位序列號，之后操作就是針對DS18B20的了，

單個DS18B20情況： 不需要搜索ROM指令，讀ROM指令以及匹配ROM等操作，直接跳過ROM指令（CCH），溫度轉換（44H），讀溫度操作（8EH），

注意事項

一、 DS18B20硬體是簡單，但軟體就比較復雜，特別是時序要求，
二、 連接DS18B20線長限制：部分資料顯示：
采用普通信號電纜傳輸超50m時，測溫資料不穩定，
采用帶屏蔽層雙絞線電纜，正常通訊距離可達到150m，
采用每米絞合次數更多的帶屏蔽層雙絞線電纜時，通訊距離進一步加長，
三、 距離長了測溫要考慮總線分布電容和阻抗匹配問題，
在測溫程式設計中，一般如果硬體沒什么問題，可以采用延時來跳過檢測，但是如果要檢測是否有應答要注意不要進入了死回圈，

時序圖

初始化

/*DS18B20初始化函式*/
void initDs18b20()
{
	DS18B20 = 1;
	delay20us();
	DS18B20 = 0;   //拉低電平 
	delay480us();  //480us-960us之間均可
	DS18B20 = 1;   //拉高電平
	delay50us();   //等待15us-60us
	if(DS18B20 == 1) //如果未回應
	{
		ds18b20Flag = 1; //DS18B20未回應 標志位置1
	}
	delay240us();	
}

寫時序（寫0或1）

/*DS18B20寫命令函式*/
void ds18b20WriteData(unsigned char com)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DS18B20 = 0; //拉低電平
		//延時至少1us
		DS18B20 = com&0x01;
		delay60us(); //至少60us直到周期結束
		DS18B20 = 1;
		com = com>>1; //右移一位
	}		
}

讀時序（讀0或1）

/*DS18B20讀資料函式*/
unsigned char ds18b20ReadData()
{
	unsigned char i;
	unsigned char dat = 0; //接收資料

	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DS18B20 = 0;  //拉低電平至少1us
		dat=dat>>1;	  //右移一位
		DS18B20 = 1; //釋放總線
		if(DS18B20 == 1) //如果是1
		{
			dat = dat|0x80;
		}
		delay45us(); //保持45us
		DS18B20 = 1; //釋放總線
	}
	return dat;
}

程式代碼

每一次進行寫命令都記得初始化，
對于單個DS18B20我們可以直接跳過ROM指令 直接溫度轉換，讀取溫度

步驟：
1.初始化
2.跳過ROM指令
3.啟動溫度轉換（需要時間）
4.延時（等待溫度轉換）
5.初始化 （記得每寫命令記得需要從初始化開始）
6.讀取溫度
7.顯示溫度

LCD1602顯示溫度

main.c（主函式）

#include <reg52.h>
#include "delay.h"
#include "lcd1602.h"

sbit DS18B20 = P3^7; //DS18B20引腳
unsigned char ds18b20Flag; //DS18B20是否回應標志位
unsigned char temperature[2] = {'\0'}; //存放溫度整數和小數
unsigned char code array[14] = {"DS18B20 error!"};
unsigned char code array1[5] = {"Temp:"};

/*DS18B20初始化函式*/
void initDs18b20()
{
	DS18B20 = 1;
	delay20us();
	DS18B20 = 0;   //拉低電平 
	delay480us();  //480us-960us之間均可
	DS18B20 = 1;   //拉高電平
	delay50us();   //等待15us-60us
	if(DS18B20 == 1) //如果未回應
	{
		ds18b20Flag = 1; //DS18B20未回應 標志位置1
	}
	delay240us();	
}

	
/*DS18B20寫命令函式*/
void ds18b20WriteData(unsigned char com)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DS18B20 = 0; //拉低電平
		//延時至少1us
		DS18B20 = com&0x01;
		delay60us();
		DS18B20 = 1;
		com = com>>1;
	}		
}

/*DS18B20讀資料函式*/
unsigned char ds18b20ReadData()
{
	unsigned char i;
	unsigned char dat = 0; //接收資料

	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DS18B20 = 0;  //拉低電平至少1us
		dat=dat>>1;	  //右移一位
		DS18B20 = 1; //釋放總線
		if(DS18B20 == 1)
		{
			dat = dat|0x80;
		}
		delay45us(); //保持45us
		DS18B20 = 1; //釋放總線
	}
	return dat;
}

/*讀取溫度函式*/
void readTemperature()
{
	unsigned char temperatureLow;  //溫度低位元組
	unsigned char temperatureHigh; //溫度高位元組
	unsigned char tempFlag = 0; //溫度正負標志位
	unsigned char disposeValue; //處理值
	

	initDs18b20();	//初始化DS18B20
	ds18b20WriteData(0xcc); //跳過ROM
	ds18b20WriteData(0x44); //啟動溫度轉換指令
	//延時一段時間
	delay800ms();
	
	initDs18b20(); //每一次寫命令都需要初始化
	ds18b20WriteData(0xcc); //跳過ROM
	ds18b20WriteData(0xbe); //讀暫存器內容
	
	temperatureLow = ds18b20ReadData();	 //獲取溫度的第一個位元組
	temperatureHigh = ds18b20ReadData(); //獲取溫度的第二個位元組
	
	disposeValue = (temperatureHigh<<4)|(temperatureLow>>4);  //獲取溫度整數部分
	if(disposeValue>=128)  //溫度是負數
	{
		disposeValue = ~disposeValue+1;
		tempFlag = 1;
	}
	temperature[0] = disposeValue; //溫度整數
	temperature[1] = temperatureLow & 0x0f; //溫度小數 
		
}

void displayTemperature()
{
	write_com(0x85);
	write_data((temperature[0]/100) + 0x30); //溫度百位
	write_com(0x86);
	write_data((temperature[0]/10%10) + 0x30); //溫度十位
	write_com(0x87);
	write_data((temperature[0]%10) + 0x30);   //溫度個位

	write_com(0x88);
	write_data('.');

	write_com(0x89);
	write_data((temperature[1]*10/16) + 0x30);	//小數第一位
//	write_data((tempterature[1]*625/1000));
	write_com(0x8a);
	write_data((temperature[1]*100/16%10) + 0x30);	//小數第二位
//	write_data((tempterature[1]*625/100%10));

	/* 顯示 ℃ */
	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<5;i++)
	{
		write_data(array1[i]);
	}
	while(1)
	{
		readTemperature();	  //讀取溫度
			
		if(ds18b20Flag == 1)  //如果初始化錯誤
		{
			for(i=0;i<14;i++)
			{
				write_com(0x80);
				write_data(array[i]);	//顯示DS18B20 error!
			}
		}
		else
		{
			displayTemperature(); //溫度顯示
		}
				
	}
}

delay.c

/*延時20us函式*/
void delay20us()   //誤差 -0.46875us
{
    unsigned char a,b;
    for(b=1;b>0;b--)
        for(a=5;a>0;a--);
}

/*延時45us函式*/
void delay45us()   //誤差 -0.512152777778us
{
    unsigned char a;
    for(a=18;a>0;a--);
}

/*延時60us函式*/
void delay60us()   //誤差 -0.321180555556us
{
    unsigned char a;
    for(a=25;a>0;a--);
}

/*延時480us函式*/
void delay480us()   //誤差 -0.399305555556us
{
    unsigned char a,b;
    for(b=1;b>0;b--)
        for(a=218;a>0;a--);
}

/*延時50us函式*/
void delay50us()   //誤差 -0.086805555556us
{
    unsigned char a,b;
    for(b=1;b>0;b--)
        for(a=19;a>0;a--);
}

/*延時240us函式*/
void delay240us()   //誤差 -0.199652777778us
{
    unsigned char a;
    for(a=108;a>0;a--);
}

/*延時800ms函式*/
void delay800ms()   //誤差 -0.000000000195us
{
    unsigned char a,b,c;
    for(c=175;c>0;c--)
        for(b=10;b>0;b--)
            for(a=209;a>0;a--);
}

delay.h

void delay15us(); //15us

void delay20us(); //20us

void delay480us(); //480us

void delay50us(); //50us

void delay240us(); //240us

void delay45us();//45us

void delay60us(); //60us

void delay800ms(); //800ms

lcd1602.c

#include <reg52.h>
#include "lcd1602.h"

#define LCD P0
sbit E = P2^7;
sbit RS = P2^6;
sbit RW = P2^5;

/******延遲5毫秒函式********/
void delay5ms()   //誤差 -0.000000000001us
{
    unsigned char a,b;
    for(b=15;b>0;b--)
        for(a=152;a>0;a--);
}


/******LCD1602寫命令函式********/
void write_com(unsigned char command)
{
	RS = 0; 
	RW = 0; 	//高讀低寫
	LCD = command;
	delay5ms(); //這里延時最低要30納秒 我們直接給5ms
	E = 1;		//使能拉高 
	delay5ms(); //最低要求延遲150納秒 我們直接給5ms
	E = 0;
}

/******LCD1602寫資料函式********/
void write_data(unsigned char dat)
{
	RS = 1;
	RW = 0;
	LCD = dat;
	delay5ms(); //這里延時最低要30納秒 我們直接給5ms
	E = 1;		//使能拉高 
	delay5ms(); //最低要求延遲150納秒 我們直接給5ms
	E = 0;
}
/******初始化LCD1602********/
void init_lcd()
{	
	write_com(0x06); //寫入資料后游標自動右移 整屏不移動， 0x40（游標左移 整屏不移動）0x05(左移 整屏右移)0x07（右移 整屏右移）
	write_com(0x0c); //開顯示功能 無游標 不閃爍
	write_com(0x38); //資料總線8位 16X2顯示 5*7點陣
	write_com(0x01); //清屏 0000 0001
}

lcd1602.h

void write_com(unsigned char command);	//寫命令函式
void write_data(unsigned char dat);		//寫資料函式
void init_lcd();  //初始化LCD1602函式
void delay5ms();  //延時5ms函式	

專案展示