数字温度传感器(共9页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上数字温度传感器DS18B20摘要DS-18B20 数字温度传感器具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。应用范围广泛，适用于冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域 ，轴瓦，缸体，纺机，空调，等狭小空间工业设备测温和控制和汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。一、 引脚图 DS18B20引脚定义： (1)DQ为数字信号输入/输出端； (2)GND为电源地； (3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）二、DS18B20的主要特性1.1、电压范围：3.05.5V，在寄生电源方式下

2、可由数 据线供电1.2、DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯1.3、多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温1.4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件1.5、温范围55125，在-10+85时精度为0.51.6、可编程 的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温1.7、在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快1.8、测量结果直接输出数字温度信号，以一 线总线串行传送给CPU，同时可传送

3、CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力1.9、负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工作。三、DS18B20的外形和内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20内部结构图四、DS18B20工作原理 DS18B20的温度转换时的延时时间由2s 减为750ms。 DS18B20测温原理如图3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振 随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预

4、置在55所对应的一个基数值。计数器1对 低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重 新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即 为所测温度。图3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。DS18B20有4个主要的数据部件：（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位 （28H）是产品类型标号，接着的48位

5、是该DS18B20自身序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用 是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 （2）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 0.0625/LSB形式表达，其中S为符号位。表1: DS18B20温度值格式表 这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0， 这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如

6、果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际 温度。 例如+125的数字输出为07D0H，+25.0625的数字输出为0191H，-25.0625的数字输出为FF6FH，-55的数字输出为FC90H 。表2: DS18B20温度数据表（3）DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL和结构寄存器。（4）配置寄存器 该字节各位的意义如下：表3：配置寄存器结构TMR1R011111低五位一直都是1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20

7、在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用 户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）R1R0分辨率温度最大转换时间009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms表4：温度分辨率设置表五、高速暂存存储器高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表5所示。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在 高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式如表1所示。对应的温度计算： 当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制

8、；当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。表 2是对应的一部分温度值。第九个字节是 冗余检验字节。寄存器内容字节地址寄存器内容字节地址温度值低位 （LS Byte）0保留5温度值高位 （MS Byte）1保留6高温限值（TH）2保留7低温限值（TL）3CRC校验值8配置寄存器4表5：DS18B20暂存寄存器分布根据DS18B20的通讯协议，主机（单片机）控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行 复位操作，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后 释放

9、，当DS18B20收到信号后等待1660微秒左右，后发出60240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。 指 令约定代码功 能温度变换44H启动DS1820进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为93.75ms）。结果存入内部9字节RAM中。读暂存器0BEH读内部RAM中9字节的内容写暂存器4EH发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。复制暂存器48H将RAM中第3 、4字节的内容复制到EEPROM中。重调 EEPROM0B8H将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3 、4字节。读供电方式0B4H读DS1820的供电模式。寄

10、生供电时DS1820发送“ 0 ”，外接电源供电 DS1820发送“ 1 ”。表6：ROM指令表 表7：RAM指令表指 令约定代码功 能读ROM33H读DS1820温度传感器ROM中的编码（即64位地址）符合 ROM55H发出此命令之后，接着发出 64 位 ROM 编码，访问单总线上与该编码相对应的 DS1820 使之作出响应，为下一步对该 DS1820 的读写作准备。搜索 ROM0FOH用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和识别 64 位 ROM 地址。为操作各器件作好准备。跳过 ROM0CCH忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 发温度变换命令。适用于单片工作。告警

11、搜索命令0ECH执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。 六、DS18B20的应用电路6.1 DS18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。 6.2 DS18B20的外部电源供电方式在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由 VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20 传感器，组成多点测温系统。注意：在外部供电的方式下，DS18B20的GND引脚不能悬空 ，否则不能转换温度，读取的温度总是85。图6：外部供电方式单点测温电路外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，

12、电路简单，可以开发出稳定可靠的多点温度 监控系统。在外接电源方式下， 可以充分发挥DS18B20宽电源电压范围的优点，即使电源电压VCC降到3V时，依然能够保证温度量精度。七、DS18B20汇编程序;*FLAG1 BIT F0 ;DS18B20存在标志位DQ BIT P1.7TEMPER_L EQU 29HTEMPER_H EQU 28HA_BIT EQU 35HB_BIT EQU 36H;*ds18b20汇编程序起始*ORG 0000HAJMP MAINORG 0100H;*主程序开始*MAIN:LCALL INIT_18B20;LCALL RE_CONFIGLCALL GET_TEMPER

13、AJMP CHANGE;*DS18B20复位程序*INIT_18B20: SETB DQNOPCLR DQMOV R0,#0FBHTSR1: DJNZ R0,TSR1 ;延时SETB DQMOV R0,#25HTSR2: JNB DQ ,TSR3DJNZ R0,TSR2TSR3: SETB FLAG1 ;置标志位，表明DS18B20存在CLR P2.0 ;二极管指示AJMP TSR5TSR4: CLR FLAG1LJMP TSR7TSR5: MOV R0,#06BHTSR6: DJNZ R0,TSR6TSR7:SETB DQ ;表明不存在RET;*设定DS18B20暂存器设定值*;RE_CON

14、FIG:;JB FLAG1,RE_CONFIG1;RET;RE_CONFIG1: MOV A,#0CCH ;放跳过ROM命令;LCALL WRITE_18B20;MOV A,#4EH;LCALL WRITE_18B20 ;写暂存器命令;MOV A,#00H ;报警上限中写入00H;LCALL WRITE_18B20;MOV A,#00H ;报警下限中写入00H; LCALL WRITE_18B20;MOV A,#1FH ;选择九位温度分辨率; LCALL WRITE_18B20; RET;*读转换后的温度值*GET_TEMPER:SETB DQLCALL INIT_18B20JB FLAG1,

15、TSS2RET ;若不存在则返回TSS2: MOV A,#0CCH ;跳过ROMLCALL WRITE_18B20MOV A,#44H ;发出温度转换命令LCALL WRITE_18B20LCALL DISPLAY ;延时LCALL INIT_18B20MOV A,#0CCH ;跳过ROMLCALL WRITE_18B20MOV A,#0BEH ;发出读温度换命令LCALL WRITE_18B20LCALL READ2_18B20 ;读两个字节的温度RET;*写ds18b20汇编程序*WRITE_18B20:MOV R2,#8CLR CWR1:CLR DQMOV R3,#6DJNZ R3,$R

16、RC AMOV DQ,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB DQNOPDJNZ R2,WR1SETB DQRET;*读18B20程序，读出两个字节的温度*READ2_18B20:MOV R4,#2 ;低位存在29 H,高位存在28HMOV R1,#29HRE00: MOV R2,#8RE01: CLR CSETB CNOPNOPCLR DQNOPNOPNOPSETB DQMOV R3,#7DJNZ R3,$MOV C,DQMOV R3,#23DJNZ R3,$RRC ADJNZ R2,RE01MOV R1,ADEC R1DJNZ R4,RE00RET;*读出的温度进行数据转换*CH

17、ANGE: MOV A,29HMOV C,28H.0 ;将28H中的最低位移入CRRC AMOV C,28H.1RRC AMOV C,28H.2RRC AMOV C,28H.3RRC AMOV 29H,A;SETB P3.0LCALL DISPLAY ;调用数码管显示子程序; SETB P3.0LJMP MAIN;*DISPLAY*DISPLAY: MOV A,29H;将29H中的十六进制数转换成10进制MOV B,#10 ;10进制/10=10进制DIV ABMOV B_BIT,A ;十位在AMOV A_BIT,B ;个位在BMOV DPTR,#TAB ;指定查表启始地址MOV R0,#4D

18、PL1: MOV R1,#250 ;显示1000次DPLOP: MOV A,A_BIT ;取个位数MOVC A,A+DPTR ;查个位数的7段代码MOV P0,A ;送出个位的7段代码CLR P3.5;开个位显示ACALL D1MS ;显示1MSSETB P3.5MOV A,B_BIT ;取十位数MOVC A,A+DPTR ;查十位数的7段代码MOV P0,A ;送出十位的7段代码CLR P3.6;开十位显示ACALL D1MS ;显示1MSSETB P3.6DJNZ R1,DPLOP ;100次没完循环DJNZ R0,DPL1 ;4个100次没完循环RET;*D1MS: MOV R7,#80 ;1MS延时(按12MHZ算)DJNZ R7,$RET;*TAB: DB 0B7H,14H,0ADH,3DH,1EH,3BH,0BBH,15H,0BFH,3FH专心-专注-专业