51单片机读取DS18B20温度传感器

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1.首先我们知道DS18B20是单总线协议,只有一根数据线。所以Data数据线即使发送端又是接收端,同时DS18B20内部接了弱上拉电阻(如图一所示),数据线默认为高电平。有了这些概念,我们就能进行下一步。

51单片机读取DS18B20温度传感器

                                               图一(截取DS18B20芯片手册)

2.初始化DS18B20

     看图二可知,首先我们将总线从高拉低,保持480us左右,然后释放总线(没人拉低,默认高电平),此时总线上为高电平。然后等待15-60us,等待DS18B20模块将总线拉低。(如果拉低则说明DS18B20响应成功),DS18B20拉低60-240us后,释放总线。初始化完成。

51单片机读取DS18B20温度传感器

                                                              图二

 3.向DS18B20写入数据。

        3.1 向DS18B20写0。

       首先将总线由高拉低,低电平保持15us到60us,然后释放总线。写入0完成。

        3.2 向DS18B20写1。

        将总线由高拉低,低电平保持1-15us(看图三可知,低电平时间要低于15us),再释放总线。

 51单片机读取DS18B20温度传感器

                                                                 图三

4.读取DS18B20寄存器中数据

        4.1 读数据0

将总线由高拉低,保持1-15us。如果DS18B20中数据是0,则会将总线拉低。此时,总线上为低电平。我们要在60us以内读取数据(图四可知,60us以内DS18B20会释放总线)。否则可能会读到错误数据。

        4.2 读数据1

将总线由高拉低,保持1-15us,如果数据是1,DS18B20会释放总线,总线上为高电平。然后在15us以后读取数据。

   51单片机读取DS18B20温度传感器

                                                                    图四

5.DS18B20一些命令

  5.1 0xCC→跳过ROM 51单片机读取DS18B20温度传感器 

 5.2 其他命令

  0x44→开始温度转换指令 ,0xBE→读取数据寄存器指令

51单片机读取DS18B20温度传感器

                                                                     图五

6.DS18B20数据寄存器

 这里也比较关键,所以拎出来讲一下。

首先DS18B20的数据寄存器是16位,其中寄存器高字节的高5位的S表示符号位,其余3位才是表示数据。这里就浅讲一下,后面结合代码来解析一下。

51单片机读取DS18B20温度传感器

                                                                     图六 

 7.代码实例

    声明:首先这里面的延时都是按照经验值,就是通过实践,得出比较准确的延时。

    注:这里使用的是12M频率的单片机,如果是1M可以把for循环去掉

延时函数如下:

  sbit DQ=P1^4;
//我这里是P1^4连接了DS18B20的数据线。
//你们根据自己的单片机原理图查询
void Delay_OneWire(unsigned int t)  
{
	unsigned char i;
	while(t--){
		for(i=0;i<12;i++);
	}
}

        7.1 DS18B20初始化

bit init_ds18b20(void)
{
  	bit initflag = 0;
  	
  	DQ = 1;  
  	Delay_OneWire(12);
  	DQ = 0;  //拉低总线
  	Delay_OneWire(80);
  	DQ = 1;
  	Delay_OneWire(10); //等待DS18B20拉低
    initflag = DQ;     //获取总线数据
  	Delay_OneWire(5);
  	return initflag;  
}

         7.2 向DS18B20写入一字节数据

void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ = 0;  //拉低
		DQ = dat&0x01; //获取dat最后一位数据
		Delay_OneWire(5);//写入数据
		DQ = 1;         //释放总线
		dat >>= 1;      //dat右移一位
	}
	Delay_OneWire(5);
}

        7.3 读取DS18B20数据寄存器的值

unsigned char Read_DS18B20(void)
{
	unsigned char i;
	unsigned char dat;
  //循环8次,读一个字节
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ = 0;  //拉低
		dat >>= 1; 
		DQ = 1;  //释放总线
		if(DQ)  // 因为dat>>1位默认是0 ,如果DQ为0,就不需要赋0了
		{
			dat |= 0x80; //给dat赋1
		}	    
		Delay_OneWire(5);
	}
	return dat;
}

        7.4 读取温度

unsigned int  get_temp()
{ 
	unsigned int result;
    float i;
	unsigned char low,high;
    init_ds18b20();
	Write_DS18B20(0xcc);//跳过rom
    Write_DS18B20(0x44);//开始转换
	 
	init_ds18b20();
	Write_DS18B20(0xcc);//跳过rom
	Write_DS18B20(0xbe);//开始转换
	 
    low=Read_DS18B20(); //先读取低字节
	high=Read_DS18B20();//再读取高字节
	result =high&0x0f;  //获取高字节低4位数据(1位符号位,3位数据位)
	result<<=8;         //左移8位
	result=result|low;  //或上低字节,拼成16位数据。
	i=result*0.0625;    //为什么乘0.0625,下面讲
	result=i*100;       //温度值扩大100倍,方便数码管显示
	return result;      //返回温度值
}

这里为什么最后的结果result需要乘以*0.0625。我们上面讲过DS18B20的数据寄存器,其实高字节的低3位才是数据位。 如高字节的最后一位本来是 2^4,假如有这个数据。则数据寄存器这个位为1,因为我们已经左移了8位,则变成了2^8.则实际上扩大了2^8/2^4=2^4=16,比实际结果扩大了16倍,所以我们需要乘以0.0625,缩小16倍。这样才能得到真实值。

所以整体原因是因为result左移8位,导致数据扩大了16倍,所以result需要乘以0.0625缩小16倍!

 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-482517.html

8.结语 

 这次也是通过DS18B20的芯片手册来讲解如何读取DS18B20的数据,以及最后转化为真实温度。   最后也是用代码实例来巩固理论,以及验证理论。

        

 

到了这里,关于51单片机读取DS18B20温度传感器的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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