單片機(jī)讀取ds18b20溫度值并定時(shí)通過(guò)串口和數(shù)碼管顯示

ID:808939 · 發(fā)表于 2021-7-18 19:17

本次實(shí)驗(yàn)我們?cè)诹私鉁囟葌鞲衅鞯墓ぷ髟砝锿瑫r(shí)可以初步了解如何下那個(gè)上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)。 DS18B20是一款常用的高精度的單總線數(shù)字溫度測(cè)量芯片。具有體積小，硬件開(kāi)銷低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)

傳感器參數(shù)：
   測(cè)溫范圍為-55℃到+125℃，在-10℃到+85℃范圍內(nèi)誤差為±0.4°。返回16位二進(jìn)制溫度數(shù)值。
   主機(jī)和從機(jī)通信使用單總線，即使用單線進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收
   在使用中不需要任何外圍元件，獨(dú)立芯片即可完成工作。
   掉電保護(hù)功能 DS18B20 內(nèi)部含有 EEPROM ，通過(guò)配置寄存器可以設(shè)定數(shù)字轉(zhuǎn)換精度和報(bào)警溫度，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報(bào)警溫度的設(shè)定值。
   每個(gè)DS18B20都有獨(dú)立唯一的64位-ID，此特性決定了它可以將任意多的DS18b20掛載到一根總線上，通過(guò)ROM搜索讀取相應(yīng)DS18B20的溫度值
   寬電壓供電，電壓2.5V~5.5V
   DS18B20返回的16位二進(jìn)制數(shù)代表此刻探測(cè)的溫度值，其高五位代表正負(fù)。如果高五位全部為1，則代表返回的溫度值為負(fù)值。如果高五位全部為0，則代表返回的溫度值為正值。后面的11位數(shù)據(jù)代表溫度的絕對(duì)值，將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)值之后，再乘以0.0625即可獲得此時(shí)的溫度值。

傳感器引腳及原理圖
  DS18B20傳感器的引腳及封裝圖如下:

DS18B20一共有三個(gè)引腳，分別是：
GND：電源地線 DQ：數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端。 VDD：外接供電電源輸入端。

   單個(gè)DS18B20接線方式： VDD接到電源，DQ接單片機(jī)引腳，同時(shí)外加上拉電阻，GND接地
   注意這個(gè)上拉電阻是必須的，就是DQ引腳必須要一個(gè)上拉電阻

總結(jié)：
   開(kāi)漏輸出只能輸出低電平，不能輸出高電平。漏極開(kāi)路輸出高電平時(shí)必須在輸出端與正電源（VCC）間外接一個(gè)上拉電阻。否則只能輸出高阻態(tài)。
DS18B20 是單線通信，即接收和發(fā)送都是這個(gè)通信腳進(jìn)行的。其接收數(shù)據(jù)時(shí)為高電阻輸入，其發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)是開(kāi)漏輸出，本身不具有輸出高電平的能力，即輸出0時(shí)通過(guò)MOS下拉為低電平，而輸出1時(shí)，則為高阻，需要外接上拉電阻將其拉為高電平。因此，需要外接上拉電阻，否則無(wú)法輸出1。
外接上拉電阻阻值：
   DS18B20的工作電流約為1mA，VCC一般為5V，則電阻R=5V/1mA=5KΩ，
   所以正常選擇4.7K電阻，或者相近的電阻值。
DS18B20寄生電源

      DSl8B20的另一個(gè)特點(diǎn)是不需要再外部供電下即可工作。當(dāng)總線高電平時(shí)能量由單線上拉電阻經(jīng)過(guò)DQ引腳獲得。高電平同時(shí)充電一個(gè)內(nèi)部電容，當(dāng)總線低電平時(shí)由此電容供應(yīng)能量。這種供電方法被稱為“寄生電源”。另外一種選擇是DSl8B20由接在VDD的外部電源供電
DS18B20內(nèi)部構(gòu)成
      主要由以下3部分組成： 64 位ROM，高速暫存器，存儲(chǔ)器
64 位ROM存儲(chǔ)獨(dú)有的序列號(hào)
      ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，每個(gè)DS18B20的64位序列號(hào)均不相同。這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。
高速暫存器包含：
   溫度傳感器
   一個(gè)字節(jié)的溫度上限和溫度下限報(bào)警觸發(fā)器(TH和TL)
   配置寄存器允許用戶設(shè)定9位，10位，11位和12位的溫度分辨率，分別對(duì)應(yīng)著溫度的分辨率為：0.5°C，0.25°C，0.125°C，0.0625°C，默認(rèn)為12位分辨率，
存儲(chǔ)器：由一個(gè)高速的RAM和一個(gè)可擦除的EEPROM組成，EEPROM存儲(chǔ)高溫和低溫觸發(fā)器(TH和TL)以及配置寄存器的值，(就是存儲(chǔ)低溫和高溫報(bào)警值以及溫度分辨率)

DS18B20高速緩存器
高速暫存器由9個(gè)字節(jié)組成
   字節(jié)0~1 是溫度存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換好的溫度。第0個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)溫度低8位，第一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)溫度高8位
   字節(jié)2~3 是用戶用來(lái)設(shè)置最高報(bào)警和最低報(bào)警值(TH和TL)。
   字節(jié)4 是配置寄存器，用來(lái)配置轉(zhuǎn)換精度，可以設(shè)置為9~12 位。
   字節(jié)5~7 保留位。芯片內(nèi)部使用
   字節(jié)8 CRC校驗(yàn)位。是64位ROM中的前56位編碼的校驗(yàn)碼。由CRC發(fā)生器產(chǎn)生。
DS18B20溫度讀取與計(jì)算
   DS18B20采用16位補(bǔ)碼的形式來(lái)存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)，溫度是攝氏度。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第0和第1個(gè)字節(jié)。
   高字節(jié)的五個(gè)S為符號(hào)位，溫度為正值時(shí)S=1,溫度為負(fù)值時(shí)S=0
   剩下的11位為溫度數(shù)據(jù)位，對(duì)于12位分辨率，所有位全部有效，對(duì)于11位分辨率，位0(bit0)無(wú)定義，對(duì)于10位分辨率，位0和位1無(wú)定義,對(duì)于9位分辨率，位0，位1，和位2無(wú)定義
對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：
   當(dāng)五個(gè)符號(hào)位S=0時(shí)，溫度為正值，直接將后面的11位二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，再乘以0.0625(12位分辨率)，就可以得到溫度值;
   當(dāng)五個(gè)符號(hào)位S=1時(shí)，溫度為負(fù)值，先將后面的11位二進(jìn)制補(bǔ)碼變?yōu)樵a(符號(hào)位不變，數(shù)值位取反后加1)，再計(jì)算十進(jìn)制值。再乘以0.0625(12位分辨率)，就可以得到溫度值;
   例如：
         +125℃的數(shù)字輸出07D0(00000111 11010000)
　       轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制是2000，對(duì)應(yīng)攝氏度：0.0625x2000=125°C
         -55℃的數(shù)字輸出為 FC90。
　　    首先取反，然后+1，轉(zhuǎn)換成原碼為：11111011 01101111
         數(shù)值位轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制是870，對(duì)應(yīng)攝氏度：-0.0625x870=-55°C

代碼：

unsigned int Templ,Temp2,Temperature;  //Templ低八位，Temp2高八位
unsigned char Minus Flag=0;  //負(fù)溫度標(biāo)志位

if（Tenp2＆0xFC）//判斷符號(hào)位是否為1
{
      Minus Flag=l; //負(fù)溫度標(biāo)志位置1
      Temperature=((Temp2<<8)|Temp1); //高八位第八位進(jìn)行整合
      Temperature=((Temperature)+1); //講補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換為原碼，求反，補(bǔ)1
      Temperature*=0.0625;//求出十進(jìn)制
}
else //溫度為正值
{
      Minus Flag=0;  //負(fù)溫度標(biāo)志位置0
      Temperature =((Temp2<<8) |Temp1)*0.0625;
}

配置寄存器
   在配置寄存器中，我們可以通過(guò)R0和R1設(shè)置DS18B20的轉(zhuǎn)換分辨率，DS18B20在上電后默認(rèn)R0=1和R1=1(12分辨率)，寄存器中的第7位和第0位到4位保留給設(shè)備內(nèi)部使用。
單總線系統(tǒng)
   在每個(gè)DS18B20內(nèi)部都有一個(gè)唯一的64位長(zhǎng)的序列號(hào)，這個(gè)序列號(hào)值就存在DS18B20內(nèi)部的ROM中。開(kāi)始的8位是產(chǎn)品類型編碼(DS18B20是10H)，接著的48位是每個(gè)器件唯一的序號(hào)，最后的8位是CRC校驗(yàn)碼。
   一線總線系統(tǒng)使用單總線主控來(lái)控制一個(gè)或多個(gè)從機(jī)設(shè)備。每個(gè)DS18B20都有獨(dú)立唯一的64位-ID，此特性決定了它可以將任意多的DS18b20掛載到一根總線上，通過(guò)ROM搜索讀取相應(yīng)DS18B20的溫度值。
DS18B20工作步驟
DS18B20的工作步驟可以分為三步：
   1.初始化DS18B20
   2.執(zhí)行ROM指令
   3.執(zhí)行DS18B20功能指令
   其中第二步執(zhí)行ROM指令，也就是訪問(wèn)每個(gè)DS18B20，搜索64位序列號(hào)，讀取匹配的序列號(hào)值，然后匹配對(duì)應(yīng)的DS18B20，如果我們僅僅使用單個(gè)DS18B20，可以直接跳過(guò)ROM指令。而跳過(guò)ROM指令的字節(jié)是0xCC。
   1.初始化DS18B20
   任何器件想要使用，首先就是需要初始化，對(duì)于DS18B20單總線設(shè)備，首先初始化單總線為高電平，然后總線開(kāi)始也需要檢測(cè)這條總線上是否存在DS18B20這個(gè)器件。如果這條總線上存在DS18B20，總線會(huì)根據(jù)時(shí)序要求返回一個(gè)低電平脈沖，如果不存在的話，也就不會(huì)返回脈沖，即總線保持為高電平。
初始化具體時(shí)序步驟如下:
   1.單片機(jī)拉低總線至少480us，產(chǎn)生復(fù)位脈沖，然后釋放總線（拉高電平）。
   2.這時(shí)DS8B20檢測(cè)到請(qǐng)求之后，會(huì)拉低信號(hào)，大約60~240us表示應(yīng)答。
   3.DS8B20拉低電平的60~240us之間，單片機(jī)讀取總線的電平，如果是低電平，那么表示初始化成功
   4.DS18B20拉低電平60~240us之后，會(huì)釋放總線。

代碼如下:
/*****初始化DS18B20*****/
unsigned int Init_DS18B20(void)
{
  unsigned int x=0;
  DQ = 1;    //DQ復(fù)位
  delay(4); //稍做延時(shí)
  DQ = 0;    //單片機(jī)將DQ拉低
  delay(60); //精確延時(shí)，大于480us
  DQ = 1;    //拉高總線
  delay(8);
  x = DQ;    //稍做延時(shí)后，如果x=0則初始化成功，x=1則初始化失敗
  delay(4);
  return x;
}
2.寫(xiě)時(shí)序
   總線控制器通過(guò)控制單總線高低電平持續(xù)時(shí)間從而把邏輯1或0寫(xiě)DS18B20中。每次只傳輸1位數(shù)據(jù)
   單片機(jī)想要給DS18B20寫(xiě)入一個(gè)0時(shí)，需要將單片機(jī)引腳拉低，保持低電平時(shí)間要在60~120us之間，然后釋放總線；單片機(jī)想要給DS18B20寫(xiě)入一個(gè)1時(shí)，需要將單片機(jī)引腳拉低，拉低時(shí)間需要大于1us，然后在15us內(nèi)拉高總線。
   在寫(xiě)時(shí)序起始后15μs到60μs期間，DS18B20處于采樣單總線電平狀態(tài)。如果在此期間總線為高電平，則向DS18B20寫(xiě)入1;如果總線為低電平，則向DSl8B20寫(xiě)入0。
   注意：2次寫(xiě)周期之間至少間隔1us
/*****寫(xiě)一個(gè)字節(jié)*****/
void WriteOneChar(unsigned char dat)
{
  unsigned char i=0;
  for (i=8; i>0; i--)
  {
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;  //與1按位與運(yùn)算，dat最低位為1時(shí)DQ總線為1，dat最低位為0時(shí)DQ總線為0
      delay(4);
DQ = 1;
dat>>=1;
  }
  delay(4);
}
DS18B20寫(xiě)入的功能命令：
ROM指令：
   采用多個(gè)DS18B20時(shí)，需要寫(xiě)ROM指令來(lái)控制總線上的某個(gè)DS18B20
   如果是單個(gè)DS18B20,直接寫(xiě)跳過(guò)ROM指令0xCC即可
   RAM指令，DS18B20的一些功能指令
   常用的是：
   溫度轉(zhuǎn)換 0x44
   開(kāi)啟溫度讀取轉(zhuǎn)換，讀取好的溫度會(huì)存儲(chǔ)在高速暫存器的第0個(gè)和第一個(gè)字節(jié)中
   讀取溫度 0xBE
   讀取高速暫存器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)
讀時(shí)序:讀時(shí)隙由主機(jī)拉低總線電平至少1μs然后再釋放總線，讀取DS18B20發(fā)送過(guò)來(lái)的1或者0
   DS18B20在檢測(cè)到總線被拉低1微秒后，便開(kāi)始送出數(shù)據(jù)，若是要送出0就把總線拉為低電平直到讀周期結(jié)束。若要送出1則釋放總線為高電平。
   注意：所有讀時(shí)隙必須至少需要60us，且在兩次獨(dú)立的時(shí)隙之間至少需要1ps的恢復(fù)時(shí)間
   同時(shí)注意：主機(jī)只有在發(fā)送讀暫存器命令(0xBE)或讀電源類型命令(0xB4)后，立即生成讀時(shí)隙指令，DS18B20才能向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。也就是先發(fā)讀取指令，再發(fā)送讀時(shí)隙
   最后一點(diǎn)：寫(xiě)時(shí)序注意是先寫(xiě)命令的低字節(jié)，比如寫(xiě)入跳過(guò)ROM指令0xCC(11001100),寫(xiě)的順序是“零、零、壹、壹、零、零、壹、壹”，
讀時(shí)序時(shí)是先讀低字節(jié)，在讀高字節(jié)，也就是先讀取高速暫存器的第0個(gè)字節(jié)(溫度的低8位)，在讀取高速暫存器的第1個(gè)字節(jié)(溫度的高8位) 我們正常使用DS18B20讀取溫度讀取兩個(gè)溫度字節(jié)即

全部資料51hei下載地址：

讀溫度值串口ds18b20.7z (60 KB, 下載次數(shù): 124)

ID:891154 · 發(fā)表于 2022-11-27 10:44

沒(méi)有用.....

ID:262 · 發(fā)表于 2022-11-27 14:34

樓上有用啊我仿真結(jié)果如下

帳號(hào)		自動(dòng)登錄	找回密碼
密碼			立即注冊(cè)

欧美极品高清xxxxhd,国产日产欧美最新,无码AV国产东京热AV无码,国产精品人与动性XXX,国产传媒亚洲综合一区二区,四库影院永久国产精品,毛片免费免费高清视频,福利所导航夜趣136

單片機(jī)讀取ds18b20溫度值并定時(shí)通過(guò)串口和數(shù)碼管顯示

評(píng)分

	沙發(fā) 無(wú)效樓層，該帖已經(jīng)被刪除

	板凳無(wú)效樓層，該帖已經(jīng)被刪除

	6^# 無(wú)效樓層，該帖已經(jīng)被刪除