一、DS18B20
1.1 DS18B20介绍
DS18B20是一种常见的数字温度传感器，其控制命令和数据都是以数字信号的方式输入输出，相比较于模拟温度传感器，具有功能强大、硬件简单、易扩展、抗干扰性强等特点
测温范围：-55°C 到 +125°C
通信接口：1-Wire（单总线）
其它特征：可形成总线结构、内置温度报警功能、可寄生供电
1.2 引脚及应用电路
1.3 内部结构框图
64-BIT ROM：作为器件地址，用于总线通信的寻址
SCRATCHPAD（暂存器）：用于总线的数据交互
EEPROM：用于保存温度触发阈值和配置参数
1.4 存储器结构
二、单总线
2.1 单总线介绍
单总线（1-Wire BUS）是由Dallas公司开发的一种通用数据总线
一根通信线：DQ
异步、半双工
单总线只需要一根通信线即可实现数据的双向传输，当采用寄生供电时，还可以省去设备的VDD线路，此时，供电加通信只需要DQ和GND两根线
2.2 单总线电路规范
设备的DQ均要配置成开漏输出模式
DQ添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右
若此总线的从机采取寄生供电，则主机还应配一个强上拉输出电路
2.3 单总线时序结构
初始化：主机将总线拉低至少480us，然后释放总线，等待15-60us后，存在的从机会拉低总线60-240us以响应主机，之后从机将释放总线
发送一位：主机将总线拉低60-120us，然后释放总线，表示发送0；主机将总线拉低1-15us，然后释放总线，表示发送1。从机将在总线拉低30us后（典型值）读取电平，整个时间片应大于60us
接收一位：主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，并在拉低后15us内读取总线电平（尽量贴近15us的末尾），读取为低电平则为接收0，读取为高电平则为接收1 ，整个时间片应大于60us
发送一个字节：连续调用8次发送一位的时序，依次发送一个字节的8位（低位在前）
接收一个字节：连续调用8次接收一位的时序，依次接收一个字节的8位（低位在前）
三、DS18B20操作流程
初始化：从机复位，主机判断从机是否响应
ROM操作：ROM指令+本指令需要的读写操作
功能操作：功能指令+本指令需要的读写操作
四、DS18B20数据帧
温度变换：初始化→跳过ROM →开始温度变换
温度读取：初始化→跳过ROM →读暂存器→连续的读操作
五、温度存储格式
六、代码演示
6.1 温度读取
main.c
#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"
float T;
void main()
{
DS18B20_ConvertT(); //上电先转换一次温度，防止第一次读数据错误
Delay(1000); //等待转换完成
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"Temperature:");
while(1)
{
DS18B20_ConvertT(); //转换温度
T=DS18B20_ReadT(); //读取温度
if(T<0) //如果温度小于0
{
LCD_ShowChar(2,1,'-'); //显示负号
T=-T; //将温度变为正数
}
else //如果温度大于等于0
{
LCD_ShowChar(2,1,'+'); //显示正号
}
LCD_ShowNum(2,2,T,3); //显示温度整数部分
LCD_ShowChar(2,5,'.'); //显示小数点
LCD_ShowNum(2,6,(unsigned long)(T*10000)%10000,4);//显示温度小数部分
}
}
DS18B20.c
#include <REGX52.H>
#include "OneWire.h"
//DS18B20指令
#define DS18B20_SKIP_ROM 0xCC
#define DS18B20_CONVERT_T 0x44
#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD 0xBE
/**
* @brief DS18B20开始温度变换
* @param 无
* @retval 无
*/
void DS18B20_ConvertT(void)
{
OneWire_Init();
OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
OneWire_SendByte(DS18B20_CONVERT_T);
}
/**
* @brief DS18B20读取温度
* @param 无
* @retval 温度数值
*/
float DS18B20_ReadT(void)
{
unsigned char TLSB,TMSB;
int Temp;
float T;
OneWire_Init();
OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
OneWire_SendByte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);
TLSB=OneWire_ReceiveByte();
TMSB=OneWire_ReceiveByte();
Temp=(TMSB<<8)|TLSB;
T=Temp/16.0;
return T;
}
OneWire.c
#include <REGX52.H>
//引脚定义
sbit OneWire_DQ=P3^7;
/**
* @brief 单总线初始化
* @param 无
* @retval 从机响应位，0为响应，1为未响应
*/
unsigned char OneWire_Init(void)
{
unsigned char i;
unsigned char AckBit;
EA=0;
OneWire_DQ=1;
OneWire_DQ=0;
i = 247;while (--i); //Delay 500us
OneWire_DQ=1;
i = 32;while (--i); //Delay 70us
AckBit=OneWire_DQ;
i = 247;while (--i); //Delay 500us
EA=1;
return AckBit;
}
/**
* @brief 单总线发送一位
* @param Bit 要发送的位
* @retval 无
*/
void OneWire_SendBit(unsigned char Bit)
{
unsigned char i;
EA=0;
OneWire_DQ=0;
i = 4;while (--i); //Delay 10us
OneWire_DQ=Bit;
i = 24;while (--i); //Delay 50us
OneWire_DQ=1;
EA=1;
}
/**
* @brief 单总线接收一位
* @param 无
* @retval 读取的位
*/
unsigned char OneWire_ReceiveBit(void)
{
unsigned char i;
unsigned char Bit;
EA=0;
OneWire_DQ=0;
i = 2;while (--i); //Delay 5us
OneWire_DQ=1;
i = 2;while (--i); //Delay 5us
Bit=OneWire_DQ;
i = 24;while (--i); //Delay 50us
EA=1;
return Bit;
}
/**
* @brief 单总线发送一个字节
* @param Byte 要发送的字节
* @retval 无
*/
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
OneWire_SendBit(Byte&(0x01<<i));
}
}
/**
* @brief 单总线接收一个字节
* @param 无
* @retval 接收的一个字节
*/
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void)
{
unsigned char i;
unsigned char Byte=0x00;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(OneWire_ReceiveBit()){Byte|=(0x01<<i);}
}
return Byte;
}
6.2 温度报警器
main.c
#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"
#include "AT24C02.h"
#include "Key.h"
#include "Timer0.h"
float T,TShow;
char TLow,THigh;
unsigned char KeyNum;
void main()
{
DS18B20_ConvertT(); //上电先转换一次温度，防止第一次读数据错误
Delay(1000); //等待转换完成
THigh=AT24C02_ReadByte(0); //读取温度阈值数据
TLow=AT24C02_ReadByte(1);
if(THigh>125 || TLow<-55 || THigh<=TLow)
{
THigh=20; //如果阈值非法，则设为默认值
TLow=15;
}
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"T:");
LCD_ShowString(2,1,"TH:");
LCD_ShowString(2,9,"TL:");
LCD_ShowSignedNum(2,4,THigh,3);
LCD_ShowSignedNum(2,12,TLow,3);
Timer0_Init();
while(1)
{
KeyNum=Key();
/*温度读取及显示*/
DS18B20_ConvertT(); //转换温度
T=DS18B20_ReadT(); //读取温度
if(T<0) //如果温度小于0
{
LCD_ShowChar(1,3,'-'); //显示负号
TShow=-T; //将温度变为正数
}
else //如果温度大于等于0
{
LCD_ShowChar(1,3,'+'); //显示正号
TShow=T;
}
LCD_ShowNum(1,4,TShow,3); //显示温度整数部分
LCD_ShowChar(1,7,'.'); //显示小数点
LCD_ShowNum(1,8,(unsigned long)(TShow*100)%100,2);//显示温度小数部分
/*阈值判断及显示*/
if(KeyNum)
{
if(KeyNum==1) //K1按键，THigh自增
{
THigh++;
if(THigh>125){THigh=125;}
}
if(KeyNum==2) //K2按键，THigh自减
{
THigh--;
if(THigh<=TLow){THigh++;}
}
if(KeyNum==3) //K3按键，TLow自增
{
TLow++;
if(TLow>=THigh){TLow--;}
}
if(KeyNum==4) //K4按键，TLow自减
{
TLow--;
if(TLow<-55){TLow=-55;}
}
LCD_ShowSignedNum(2,4,THigh,3); //显示阈值数据
LCD_ShowSignedNum(2,12,TLow,3);
AT24C02_WriteByte(0,THigh); //写入到At24C02中保存
Delay(5);
AT24C02_WriteByte(1,TLow);
Delay(5);
}
if(T>THigh) //越界判断
{
LCD_ShowString(1,13,"OV:H");
}
else if(T<TLow)
{
LCD_ShowString(1,13,"OV:L");
}
else
{
LCD_ShowString(1,13," ");
}
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
static unsigned int T0Count;
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
T0Count++;
if(T0Count>=20)
{
T0Count=0;
Key_Loop(); //每20ms调用一次按键驱动函数
}
}
AT24C02.c文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-784332.html
#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"
#define AT24C02_ADDRESS 0xA0
/**
* @brief AT24C02写入一个字节
* @param WordAddress 要写入字节的地址
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void AT24C02_WriteByte(unsigned char WordAddress,Data)
{
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(Data);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Stop();
}
/**
* @brief AT24C02读取一个字节
* @param WordAddress 要读出字节的地址
* @retval 读出的数据
*/
unsigned char AT24C02_ReadByte(unsigned char WordAddress)
{
unsigned char Data;
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS);
I2C_ReceiveAck();
I2C_SendByte(WordAddress);
I2C_ReceiveAck();
I2C_Start();
I2C_SendByte(AT24C02_ADDRESS|0x01);
I2C_ReceiveAck();
Data=I2C_ReceiveByte();
I2C_SendAck(1);
I2C_Stop();
return Data;
}
注意：一定要看
千万不要直接复制代码，因为是模块化编写，模块的代码没有往上复制（模块的代码在以往的文章中可以找到），大家一定要自己动手！！！！！文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-784332.html
到了这里，关于MCU-51：单片机DS18B20温度报警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！
