1、Ds18b20使用編輯課件一、ds18b20介紹溫度傳感器的種類眾多，在應(yīng)用于高精度、高可靠性的場(chǎng)合時(shí) DALLAS（達(dá)拉斯）公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器當(dāng)仁不讓。超小的體積，超低的硬件開(kāi)消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)，使得 DS18B20 更受歡迎。編輯課件二，ds18b20實(shí)物與示例圖編輯課件二，ds18b20特點(diǎn)與主機(jī)相互通信，只需要一根導(dǎo)線；出廠時(shí)，任何一個(gè)ds18b20在其ROM中都有存儲(chǔ)自己唯一的一個(gè)64位的serial code；Vcc接地時(shí)，可以只由信號(hào)線，獲取能量，電壓為3.3v-5v；溫度轉(zhuǎn)換范圍為-55 +125（67F to +257F）；在-10 +8

2、5之間，轉(zhuǎn)換精確度為0.5；轉(zhuǎn)換分辨率，912位（用戶可控）；編輯課件當(dāng)轉(zhuǎn)換分辨率為12位時(shí)，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為750ms；用戶可定義的，非易失性（及斷電不消失）的高低警報(bào)溫度設(shè)置；可選擇的 8-pin SO (150mil), 8-pin SOP, 和 3-pin TO-92 封裝；軟件協(xié)議與ds1822兼容；在溫度控制，工業(yè)系統(tǒng)，日常消費(fèi)品，等領(lǐng)域廣泛使用。編輯課件三，特點(diǎn)詳述Ds18b20提供了912位精度的溫度轉(zhuǎn)換功能，以及非易失性的高低溫度報(bào)警；Ds18b20與主機(jī)交換信息時(shí)最少只需要一根數(shù)據(jù)線（當(dāng)然地線必須接地）；-55 +125轉(zhuǎn)換，在-10 +85之間精度為0.5Ds18b20可以

3、僅由數(shù)據(jù)線獲取power（因?yàn)閐s18b20內(nèi)部有一個(gè)寄生電容在數(shù)據(jù)線為3.3-5v時(shí)存儲(chǔ)power，當(dāng)數(shù)據(jù)線為低電平時(shí)為其供電）而不需要外接電源；編輯課件任何一個(gè)ds18b20，都有僅屬于自己的一個(gè)64位的識(shí)別碼，這使得，可以有多個(gè)ds18b20通過(guò)一條數(shù)據(jù)線與主機(jī)相連并發(fā)揮功能，換句話說(shuō)，也就是一個(gè)主機(jī)，可以通過(guò)一條數(shù)據(jù)線，同時(shí)控制多個(gè)ds18b20進(jìn)行工作（可以在大范圍，多地點(diǎn)溫度采集控制中使用）；編輯課件四，ds18b20內(nèi)部構(gòu)造綜述Ds18b20內(nèi)部構(gòu)造框架圖為：編輯課件64位ROM存儲(chǔ)了ds18b20的唯一的序列碼：高速暫存寄存器包含了2byte的溫度存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)ds18b20

4、溫度轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；編輯課件非易失性的警報(bào)觸發(fā)存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)高低警報(bào)溫度T_high與T_low;configuration register:用戶對(duì)其操作，可以控制ds18b20的轉(zhuǎn)換精度；編輯課件Ds18b20存在一個(gè)內(nèi)部電容Cpp，起到寄生電源的作用；這使得，ds18b20的Vdd接地時(shí)，依然可以通過(guò)數(shù)據(jù)線，獲取power，當(dāng)DQ為高電平時(shí)，Cpp充電，當(dāng)DQ為低電平時(shí)，Cpp放電，為ds18b20提供能量；編輯課件五，溫度寄存器Ds18b20內(nèi)部有一個(gè)2byte的高速暫存寄存器，用來(lái)存儲(chǔ)ds18b20轉(zhuǎn)換得到的溫度數(shù)據(jù)；編輯課件溫度寄存器格式如圖；其中高位字節(jié)中的bit11-bit1

5、5這五位用來(lái)表示溫度的正負(fù)；即s=0時(shí)，表示溫度為正值；S=1時(shí)，表示溫度為負(fù)值；編輯課件Ds18b20有用戶可控的9-12位轉(zhuǎn)換精度；當(dāng)轉(zhuǎn)換精度為12位時(shí)，如圖，由bit0-bit11存儲(chǔ)（符號(hào)也算一位）。轉(zhuǎn)換精度為11位時(shí)，bit0不再使用；轉(zhuǎn)換精度為10位時(shí)，bit0，bit1不再使用；轉(zhuǎn)換精度為9位時(shí)，bit0-bit2不再使用；編輯課件12位轉(zhuǎn)換精度時(shí)的存儲(chǔ)示例圖：12位轉(zhuǎn)換精度時(shí)，即最小分辨率為0.0625負(fù)數(shù)存儲(chǔ)時(shí)采用補(bǔ)碼方式；編輯課件這里有一點(diǎn)需要主要的是：Ds18b20溫度存儲(chǔ)器是高速暫存，也就是說(shuō)，ds18b20掉電時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。Ds18b20上電復(fù)位時(shí)，溫度存儲(chǔ)器

6、中內(nèi)容，默認(rèn)為+85。所以，使用ds18b20時(shí)，如果在溫度顯示之前，沒(méi)有來(lái)的及進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換完成，那么就會(huì)看到一個(gè)85的短暫顯示。編輯課件六，警報(bào)信號(hào)每當(dāng)ds18b20完成一次溫度轉(zhuǎn)換后，都會(huì)將得到的數(shù)據(jù)與兩個(gè)警報(bào)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。編輯課件與TH（或TL）中的bit7-bit0，相對(duì)應(yīng)的是溫度存儲(chǔ)器中的bit11-bit4，兩者進(jìn)行比較；當(dāng)溫度TH或480us以上，然后釋放數(shù)據(jù)線（即使其變?yōu)楦唠娖剑?560us等待后，ds18b20將數(shù)據(jù)線拉低60-240us作為應(yīng)答，然后釋放數(shù)據(jù)線，等待與應(yīng)對(duì)整個(gè)過(guò)程應(yīng)該480us以上.整個(gè)初始化完成。編輯課件初始化時(shí)序：編輯課件所對(duì)應(yīng)的程序：voi

7、d dsinit() uint i; ds=0; i=60; while(i 0) i-; /延時(shí)523us（datasheet要求480us） ds=1; i=4; while(i 0) i-; 編輯課件/*ds18b20wait函數(shù)void dswait() uint i; /while(ds); /這行無(wú)用，反而容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，可注釋掉 while(!ds); /檢測(cè)到應(yīng)答脈沖 i=60; while(i 0) i-; /延時(shí)，因?yàn)閐s18b20會(huì)拉低dq約240us，切RX時(shí)間不小于480us編輯課件十一，ROM cmdROM CMD作為step2，是主機(jī)對(duì)ds18b20的64序列碼的操

8、作，保證在數(shù)據(jù)線上有一個(gè)以上ds18b20時(shí)，能找到選定其中的一個(gè)。這些命令也可以使主機(jī)檢測(cè)有多少或什么樣的device在數(shù)據(jù)線上，以及是否有device處于了警報(bào)狀態(tài)。主機(jī)必須確保在進(jìn)行ds18b20功能命令前，先進(jìn)行一個(gè)rom cmd。編輯課件所有的rom cmdSEARCH ROM F0hREAD ROM 33h MATCH ROM 55h SKIP ROM CChALARM SEARCH ECh 編輯課件具體各命令作用祥看datasheet。因?yàn)檫@里，我們只外接一個(gè)ds18b20，不需要進(jìn)行64位序列碼確認(rèn)。也沒(méi)有警報(bào)功能。所以，只需要進(jìn)行skip ROMcch命令即可。程序中該語(yǔ)句為

9、writebyte(0 xcc);/skip rom cmd編輯課件十二，ds18b20功能命令這些命令可以使主機(jī)對(duì)ds18b20的高速暫存寄存器中某些寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)、開(kāi)啟一次溫度轉(zhuǎn)換以及檢測(cè)電源供應(yīng)方式。編輯課件所有的功能命令：CONVERT T 44h 溫度轉(zhuǎn)換命令WRITE SCRATCHPAD 4Eh READ SCRATCHPAD BEh COPY SCRATCHPAD 48h RECALL E2 B8h READ POWER SUPPLY B4h編輯課件編輯課件這里，我們只需要啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換和讀取結(jié)果兩個(gè)命令；程序中： writebyte(0 x44); /convert T cmd

10、 writebyte(0 xbe); /read scratchpad cmd編輯課件程序：?jiǎn)?dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換的完整程序/向ds18b20發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令void sendchangecmd() dsinit(); /初始化ds18b20 dswait(); /等待da18b20回應(yīng) writebyte(0 xcc); /skip rom cmd writebyte(0 x44); /convert T cmd編輯課件讀取溫度結(jié)果的命令順序：/向ds18b20讀取數(shù)據(jù)命令void sendreadcmd() dsinit(); dswait(); writebyte(0 xcc);/skip r

11、om cmd writebyte(0 xbe); /read scratchpad cmd編輯課件其他操作順序，可以詳看datasheet，圖11，講解很詳細(xì)。我們這里只是最簡(jiǎn)單的應(yīng)用。編輯課件十三，write time slot主機(jī)在write time slot時(shí)對(duì)ds18b20進(jìn)行寫(xiě)操作；很顯然，write有兩種情況：Write 1 and write 0；無(wú)論是write 1 or write 0 ，write slot 最少持續(xù)60us 。而且，兩次write 之間，間隔必須大于1us ，作為recover time；編輯課件Write 1：首先，主機(jī)將數(shù)據(jù)線拉低，并在15us之內(nèi)釋

12、放數(shù)據(jù)線；當(dāng)釋放數(shù)據(jù)先后，主機(jī)將數(shù)據(jù)線拉高保持45us編輯課件Write 0：很簡(jiǎn)單，只需要主機(jī)，將數(shù)據(jù)線拉低，并保存60us以上即可；編輯課件編輯課件程序：void writebyte(uchar dat) uint i; uchar j; bit b; for(j = 0;j = 1; if(b) /寫(xiě)“1” ,將ds拉低15us后，在15us60us內(nèi)將ds拉高，即完成寫(xiě)1 ds = 0; i+; i+; /拉低約6us,符合 0) i-; /延時(shí)約64us ，與前6us相加60us else /寫(xiě)“0”,將ds拉低60us-120us ds = 0; i = 8; while(i 0)

13、 i-; /延時(shí)約72us ds = 1; i+;i+; /整個(gè)寫(xiě)“0”過(guò)程已經(jīng)超過(guò)60us，這里就不需要延時(shí)太長(zhǎng)了 編輯課件這里要注意一下 b = dat & 0 x01; dat = 1;這使得b依次取到dat的八位（有低位到高位）這是因?yàn)?，ds18b20讀寫(xiě)時(shí)，均采取由低位到高位的順序編輯課件十四，read time slots只有主機(jī)開(kāi)始read time slot時(shí)，ds18b20才能向主機(jī)傳送信息；Therefore, the master must generate read time slots immediately after issuing a Read Scratchp

14、ad BEh or Read Power Supply B4h command, so that the DS18B20 can provide the requested data；編輯課件與write 一樣，read time slots 最少需要持續(xù)60us以上，而且兩次read之間最少需要1us的間隔即recover time；一個(gè)read time slot 是由主機(jī)拉低數(shù)據(jù)位開(kāi)始的；主機(jī)拉低數(shù)據(jù)位最少需要1us（即1us；Ds18b20傳輸出來(lái)的數(shù)據(jù)，在主機(jī)拉低數(shù)據(jù)線后15us時(shí)有效，所以，主機(jī)必須在拉低數(shù)據(jù)線后15us以內(nèi)釋放數(shù)據(jù)線，并在即將到15us時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)線上的值進(jìn)行采集；

15、編輯課件編輯課件編輯課件看15，16圖，也就是說(shuō)，主機(jī)采集數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)時(shí)，最好盡量靠近15us末尾時(shí)；編輯課件程序：bit readbit() uint i; bit b; ds = 0; i+; /延時(shí)約8us 符合至少1us ds = 1; i+; i+; /延時(shí)6us 符合在15us內(nèi)取樣 b = ds; i = 8; while(i 0) i-; /延時(shí)約64us 符合讀時(shí)隙不小于60us return b;編輯課件在readbit基礎(chǔ)上得到readbyte的程序：uchar readbyte() uint i; uchar j,dat; dat = 0; for(i = 0;i 8;

16、i+) j = readbit(); /最先讀出的為低位dat = (j 1); return dat ;編輯課件注意 j = readbit(); /最先讀出的為低位dat = (j 1);通過(guò)移位和或操作，將得到的bit，按照先低位后高位的順序組成一個(gè)byte；編輯課件附錄：程序：/*ds18b20init函數(shù)void dsinit() uint i; ds=0; i=60; while(i 0) i-; /延時(shí)523us（datasheet要求480us） ds=1; i=4; while(i 0) i-;編輯課件/*ds18b20wait函數(shù)void dswait() uint i;

17、/while(ds); /while(!ds); /檢測(cè)到應(yīng)答脈沖 i=60; while(i 0) i-; /延時(shí)，因?yàn)閐s18b20會(huì)拉低dq約240us，切RX時(shí)間不小于480us編輯課件/*向DS18B20讀取一位數(shù)bit readbit() uint i; bit b; ds = 0; i+; /延時(shí)約8us 符合至少1us ds = 1; i+; i+; /延時(shí)6us 符合在15us內(nèi)取樣 b = ds; i = 8; while(i 0) i-; /延時(shí)約64us 符合讀時(shí)隙不小于60us return b;編輯課件/*向ds18b20讀取一個(gè)字節(jié)，使用readbit()ucha

18、r readbyte() uint i; uchar j,dat; dat = 0; for(i = 0;i 8;i+) j = readbit(); /最先讀出的為低位dat = (j 1); return dat ;編輯課件/*向ds18b20寫(xiě)一字節(jié)數(shù)據(jù)void writebyte(uchar dat) uint i; uchar j; bit b; for(j = 0;j = 1;if(b) /寫(xiě)“1” ,將ds拉低15us后，在15us60us內(nèi)將ds拉高，即完成寫(xiě)1 ds = 0; i+;i+; /拉低約6us,符合 0) i-; /延時(shí)約64us ，與前6us相加60uselse /寫(xiě)“0”,將ds拉低60us