单片机学习笔记---DS18B20温度读取

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了单片机学习笔记---DS18B20温度读取。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

OneWire.c

模拟初始化的时序

模拟发送一位的时序

 模拟接收一位的时序

模拟发送一个字节的时序

模拟接收一个字节的时序

OneWire.h

DS18B20.c

DS18B20数据帧

模拟温度变换的数据帧

模拟温度读取的数据帧

DS18B20.h

main.c


上一篇讲了DS18B20温度传感器的工作原理,这节开始代码演示!

新创建一个工程:DS18B20温度读取

将前面我们学过的几个模块化代码添加进来

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然后创建main.c,DS18B20.c,DS18B20.h,OneWire.c和OneWire.h文件

开始代码讲解:

OneWire.c

首先我们根据原理图定义引脚

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#include <REGX52.H>

//引脚定义
sbit OneWire_DQ=P3^7;

我们再根据上一篇讲的时序逐个定义函数写在OneWire.c里面 

模拟初始化的时序

初始化:主机将总线拉低至少480us,然后释放总线,等待15~60us(可以取中间值)后,存在的从机会拉低总线60~240us(可以取中间值)以响应主机,之后从机将释放总线

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unsigned char OneWire_Init(void)
{
	unsigned char i;
	unsigned char AckBit;//返回值,应答位
	OneWire_DQ=1;//拉低之前确保是释放状态
    //因为我们在执行任何操作的时候都可以用初始化来打断它,
    //所以总线再初始化的时候还是有可能处于0的状态,所以先把它拉高再拉低
	OneWire_DQ=0;

	i = 247;while (--i);		//Delay 500us
	OneWire_DQ=1;//释放

    //等待15~60us后,存在的从机会拉低总线60~240us以响应主机
	i = 32;while (--i);			//Delay 70us
    //我们直接延时70us后肯定已经到了从机拉低总线的状态了

    //然后直接可以读了
	AckBit=OneWire_DQ;//把IO口电平读出来赋值给应答位
    
    //初始化时有两个部分(复位和响应),
    //每一部分时序至少480us,这部分我们已经Delay了70微秒,
    //为了将这段时序走完,再Delay 500us,那么这个时序肯定就走完了
	i = 247;while (--i);		//Delay 500us
	
    //最后是从机将释放总线,我们主要写主机的代码,
    //不体现从机的代码,所以不用管最后释放的这一步

    return AckBit;//返回应答位
}

 怎么产生Delay 500us的那一行代码呢?

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但因为我们初始化的条件说的是主机将总线拉低至少480us,为了保险起见,我们最好Delay500us

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将500微秒的主体部分复制过来就是我们代码里的这部分:

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模拟发送一位的时序

发送一位:主机将总线拉低60~120us(最大不能超过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

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void OneWire_SendBit(unsigned char Bit)
{
	unsigned char i;
    //在这一步之前先给它置1也行,但是考虑到初始化后它一定是1了
	OneWire_DQ=0;//所以直接拉低就行

    //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
    //因此我们直接在10微秒的时候把bit放在线上
    //如果是0的话它肯定一直都是0,不会变化
    //如果是1的话它就会变成高位
	i = 4;while (--i);			//Delay 10us
    //由于调用一个函数就已经用了4us,所以我们直接生成一个14us的函数
	OneWire_DQ=Bit;//把bit放在线上
    
    //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
    //我们已经Delay了10us,(4us是调用一个函数的时间)
    //再生成一个Delay 54us的代码就走完了时序(4us是调用一个函数的时间)
	i = 24;while (--i);			//Delay 50us
	
    OneWire_DQ=1;//释放
}

 模拟接收一位的时序

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

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unsigned char OneWire_ReceiveBit(void)
{
	unsigned char i;
	unsigned char Bit;
	OneWire_DQ=0;//拉低
    //Delay 5us就生成9us的代码(因为调用函数就是4us了)
    //在这段时间里从机接着也拉低总线(我们写是主机的代码,不体现从机)
	i = 2;while (--i);			//Delay 5us
	OneWire_DQ=1;//释放
    
    //因为释放需要一定的时间,所以需要Delay
    //如果释放后立马读的话可能来不及恢复变成1
	i = 2;while (--i);			//Delay 5us

	Bit=OneWire_DQ;//读取并赋给Bit
    
	i = 24;while (--i);			//Delay 50us
	return Bit;//返回Bit
}

模拟发送一个字节的时序

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)单片机学习笔记---DS18B20温度读取,51单片机学习笔记,单片机,学习,笔记,51单片机,mcu,物联网,嵌入式硬件

void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		OneWire_SendBit(Byte&(0x01<<i));//从低位到高位
	}
}

模拟接收一个字节的时序

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)

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unsigned char OneWire_ReceiveByte(void)
{
	unsigned char i;
	unsigned char Byte=0x00;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		if(OneWire_ReceiveBit()){Byte|=(0x01<<i);}//从低位到高位
	}
	return Byte;
}

OneWire.h

在OneWire.c声明一下这些函数

#ifndef __ONEWIRE_H__
#define __ONEWIRE_H__

unsigned char OneWire_Init(void);
void OneWire_SendBit(unsigned char Bit);
unsigned char OneWire_ReceiveBit(void);
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte);
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void);

#endif

DS18B20.c

我们要在这文件中分别调用前面我们写好的函数,完成上一篇博客讲的这个数据帧

先定义一下我们要用到的三个指令:跳过ROM,温度变换,读暂存器。

#include <REGX52.H>
#include "OneWire.h"

//DS18B20指令
#define DS18B20_SKIP_ROM			0xCC
#define DS18B20_CONVERT_T			0x44
#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD 	0xBE

DS18B20数据帧

模拟温度变换的数据帧

温度变换:初始化→跳过ROM →开始温度变换

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void DS18B20_ConvertT(void)
{
	OneWire_Init();
	OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
	OneWire_SendByte(DS18B20_CONVERT_T);
}

模拟温度读取的数据帧

温度读取:初始化→跳过ROM →读暂存器→连续的读操作

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除了写温度读取的数据帧之外,我们还要把读出来的两个温度字节合成16位并转换成十进制的温度值

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float DS18B20_ReadT(void)
{
	unsigned char TLSB,TMSB;//暂存器的第一个字节和第二个字节
	int Temp;//中间变量
	float T;//T表示实际温度,float型既可以表示正负也可以表示小数
	OneWire_Init();
	OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
	OneWire_SendByte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);
    //一旦发完这个指令,总线的控制权就交给从机了

	TLSB=OneWire_ReceiveByte();
	TMSB=OneWire_ReceiveByte();
    //这样就把暂存器里前两个字节(温度字节的数据)给读出来了

    //转换温度
	Temp=(TMSB<<8)|TLSB;//两个字节合成16位
    //TMSB<<8将第二个字节放到高位上

    //无符号的TLSB,TMSB合成16位数后本身包含了符号位
    //无符号的转换成有符号的int内容没有改变
    //我们可以通过上面的示例图看到合成16位后bit4才是温度整数值的最低位
    //二进制数向左挪一位和乘以2是一样的,往左挪4位就是乘以16
    //因为实际值的最后一位代表2的-4次方,变为2的0次方相差16倍
    //为了不损失精度,就将Temp往右挪4位,转换成实际温度就除以16


    //如果还是看不懂的话,可以用十进制来做个类比:比如本来是1.0001结果把小数点擦掉饿了,
    //是不是成了10001,这就扩大了一万倍,想要准确的话就要除以1000

    //这就可以理解了,我们将两个字节拼成了16位的二进制数据之后赋给int型的Temp,
    //那么我们16就都成了整数了,
    //为了保证最后四位还是我们的小数位,就要将小数点往左移4位,那么除以几呢?
    //2的-4次方到2的0次方相差16倍,相当于Temp比实际的温度值T扩大了16倍,想要得到T那就是除以16

	T=Temp/16.0;
	return T;
}

DS18B20.h

声明一下这两个函数

#ifndef __DS18B20_H__
#define __DS18B20_H__

void DS18B20_ConvertT(void);
float DS18B20_ReadT(void);

#endif

main.c

先定义一个实际温度值T

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"

float T;

再写主程序

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,浮点型转换整型自动忽略小数位
		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
        //T*10000将小数挪成整数部分
        //(unsigned long)(T*10000)强制类型转换成(unsigned long),因为它超过了unsigned int
        //小数部分丢弃并且能够取余了
        //(T*10000)%10000得到10000的后四位
	}
}

效果请看视频:

DS18B20温度读取

以上就是本节的内容,源码会放在评论区,有问题可以评论区留言!文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-828280.html

到了这里,关于单片机学习笔记---DS18B20温度读取的文章就介绍完了。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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