基于DS18B20的测温实验原理及实现

硬件电路图
 

实验原理
   DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计。DS18B20产品的特点
（1）、只要求一个I/O口即可实现通信。
（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
（4）、测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。
（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
（6）、内部有温度上、下限告警设置。
   DS18B20详细引脚功能描述1 GND地信号；2 DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源；3 VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。
DS18B20的使用方法。由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。

C语言源程序：
 
#include<reg52.h>
code unsigned char seg7code[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
                                 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}; //显示段码
void Delay(unsigned int tc)     //显示延时程序
{while( tc != 0 ) 
 {unsigned int i; 
  for(i=0; i<100; i++);
  tc--;}
}
sbit TMDAT =P3^1; //DS18B20的数据输入/输出脚DQ,根据情况设定
unsigned int sdata;//测量到的温度的整数部分
unsigned char xiaoshu1;//小数第一位
unsigned char xiaoshu2;//小数第二位
unsigned char xiaoshu;//两位小数
bit  fg=1;        //温度正负标志
void dmsec (unsigned int count)       //延时部分
 {  
 unsigned char i;
 while(count--)
 {for(i=0;i<115;i++);}
 }        
void tmreset (void)       //发送复位
{                              
 unsigned char i;
 TMDAT=0;   for(i=0;i<103;i++);  
 TMDAT = 1; for(i=0;i<4;i++);      
}        
bit tmrbit (void)       //读一位//
 {                          
  unsigned int i;      
  bit dat;     
  TMDAT = 0;
  i++;      
  TMDAT = 1;
  i++; i++;  //微量延时   //
  dat = TMDAT;    
 for(i=0;i<8;i++);
  return (dat);     
 }        
unsigned char tmrbyte (void)        //读一个字节
  {                
  unsigned char i,j,dat;     
  dat = 0;      
  for (i=1;i<=8;i++)     
  { j = tmrbit();  dat = (j << 7) | (dat >> 1); }        
   return (dat);  
}        
void tmwbyte (unsigned char dat)     //写一个字节
{                      
  unsigned char j,i;     
  bit testb;      
  for (j=1;j<=8;j++)     
  { testb = dat & 0x01;    
   dat = dat >> 1;     
   if (testb)    
   {   TMDAT = 0;         //写0 
     i++; i++;                             
    TMDAT = 1;   
    for(i=0;i<8;i++); }
         
   else      
  {  TMDAT = 0;         //写0
     for(i=0;i<8;i++);
  TMDAT = 1;    
     i++; i++;}                              
}       
} 
void tmstart (void)       //发送ds1820 开始转换
  {  tmreset();  //复位    
  dmsec(1);  //延时   
  tmwbyte(0xcc);  //跳过序列号命令  
  tmwbyte(0x44);  //发转换命令 44H,
  }        
void tmrtemp (void)       //读取温度
    {                         
  unsigned char a,b;
  tmreset ();  //复位    
  dmsec (1);  //延时    
  tmwbyte (0xcc);  //跳过序列号命令  
  tmwbyte (0xbe);  //发送读取命令    
  a = tmrbyte ();  //读取低位温度   
  b = tmrbyte ();   //读取高位温度          
  if(b>0x7f)      //最高位为1时温度是负
  {a=~a;   b=~b+1;       //补码转换，取反加一
   fg=0;      //读取温度为负时fg=0
       }
  sdata = a/16+b*16;      //整数部分
  xiaoshu1 = (a&0x0f)*10/16; //小数第一位
  xiaoshu2 = (a&0x0f)*100/16%10;//小数第二位
  xiaoshu=xiaoshu1*10+xiaoshu2; //小数两位
} 
void DS18B20PRO(void)        
{  tmstart();     
  //dmsec(5);  //如果是不断地读取的话可以不延时 //
  tmrtemp();  //读取温度,执行完毕温度将存于TMP中 //
}          
void Led()
{
   if(fg==1)   //温度为正时显示的数据
   {   P2=P2&0xef;
    P0=seg7code[sdata/10];           //输出十位数
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xdf; 
    P0=seg7code[sdata%10]|0x80; //输出个位和小数点
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xbf;
    P0=seg7code[xiaoshu1];   //输出小数点后第一位
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0x7f;
    P0=seg7code[xiaoshu2];       //输出小数点后第二位
    Delay(4); P2=P2|0xf0;
   }
   if(fg==0)  //温度为负时显示的数据
   {   P2=P2&0xef;
    P0=seg7code[11];           //负号
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xdf; 
    P0=seg7code[sdata/10]|0x80; //输出十位数
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xbf;
    P0=seg7code[sdata%10];   //输出个位和小数点
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0x7f;
    P0=seg7code[xiaoshu1];       //输出小数点后第一位
    Delay(4); P2=P2|0xf0;
   }
}
main()
{fg=1;
 while(1)
 {
  DS18B20PRO();
  Led();
 }
}