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本帖最后由 CCxiaom 于 2020-3-16 12:07 编辑 5 U- w0 f" |7 J" v4 N5 j( q" w
4 V6 U/ z' }' r
摘要:介绍了单总线测温器件DS18B20及其与ATmega8单/ B% u! p3 I% D% p' j. ^' C/ @" A
片机共同组成单总线测温系统的接口方法，并给出了其核% y& s, u0 y* @# S7 K$ g7 S
心的μS级软件延时的C语言源程序和对DS18B20进行操
+ A0 t4 m; R$ i$ f; {6 c作的程序框图，以及利用C语言实现接口软件的方法以及3 S' ~ i/ M2 |, x1 f" q
使用时的技巧和需要注意的一些问题。 h2 v/ l6 p+ {) o
7 {6 [. j& V! r* J3 h* ~
关键词:单总线;单片机;嵌入式C! }4 P3 _" H9 h6 G& v
+ g: |4 q) W5 v+ j
1引言% ]5 o- E# A! e. m+ R
工业生产过程中,普遍存在着需要进行温度测量
' g6 _4 e7 t1 b$ ^4 s的场合。利用单片机和温度传感器组成的专用测温系
% k. s) |) s) w统由于具有结构简单、工作可靠、价格低廉的优势,而
/ L3 L4 P z) ~: x9 o得到了广泛的应用。
* u* F8 t+ D* N2 j* r/ Z目前市场上单片机种类繁多，各具优势, ATMEL r% c% E' A' r; h6 c5 s
公司生产的mega8单片机无疑是其中较为典型的一5 A1 n8 O8 f8 F u5 S0 T
种,它的内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的
: `. b6 [# A4 M+ J- z& d硬件接口电路,如定时/计数器、实时时钟、PWM通道、
1 i4 V6 K) z9 p) F! D% z" y/ L1 bA/D转换器、I2C的串行接口、可编程的串行USART
G9 R' w( I, X* W8 @+ g6 ?" i- o; ?接口、SPI串行接口和带片内晶振的可编程看门狗定" L' W2 P1 _4 M, i$ Y
时器以及片内的模拟比较器等,除传感器外几乎可以$ H8 b, e. E X6 M) y/ R" z( h8 q
不需要其它任何元件独立而构成系统。它具有AVR
+ Q' z7 ]7 b- E4 E" a6 e高档单片机MEGA系列的全部特点,而价格仅与低档5 Z- V) @# w* \+ [, Z# J$ u
单片机相当且系统二次开发极为方便，性价比极高。& l6 Y& q; u# ~4 T) z. S$ W# Z
另外,由于采用了单周期指令模式,它具有极高的运) z/ i4 V* ]8 P$ P3 d3 M: t, c
行速度,可达到1MIPS/MHz,比AT89C51高出10倍。
8 e' e6 s- t/ g' f. o; y% ^* A$ {并且在省电性能、稳定性、抗干扰性能和灵活性方面
, \3 C: l5 d) N极具特色。在产品应用市场上具有强大的竞争力,因
' u, K3 f' S9 t$ @1 G而在工业测控领域中得到了广泛的应用。" z* |$ W4 O$ J# S- O2 C4 ^
0 `3 D1 h+ y2 ]" ?5 _8 H: T
DS18B20是美国DALLAS半导体器件公司在其4 {, s9 [8 P0 _9 A& U Y9 v
前代产品DS1820的基础上最新推出的单线数字化智
: u" `0 { C1 c% K能集成温度的传感器，其全部传感元件及转换电路集9 v+ r: v. m) v2 r8 l& k2 `- j
成在形如一只三极管的集成电路内。与其它温度传感
3 A* j/ }' `# J9 K- p/ R器相比,DS18B20具有以下特性:①独特的单线接口
- m! _. l7 c; ]4 j- b方式，DS1820在与微处理器连接时仅需要一条接口线
6 \8 Z- o9 `$ {即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。②5 ~- e/ e4 n3 C6 a v! L
DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联7 Y w H* @, L6 @( w/ i. U. i
在唯一-的信号线上,实现多点测温。③DS18B20在使. A2 u& B9 Z6 r* l1 y- a
用中不需要任何外围元件。④测温范围-55C-+
2 B! e! u/ S; S5 h125C,固有测温分辨率0.625C。⑤测量结果以9~12" }$ |% z# E1 }6 c
位数字量方式串行传送。
/ ?' [$ ^ q4 x+ N% ]7 F2 Atmega8单片机与单总线测温器件5 e, b- b, J: [2 A' Z* }& K( g, g6 w& Y
DS18B20的接口及其操作时序! ?2 A8 M2 ^: Y& B
DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻0 Z, W' X& T* y* l6 n
ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH/TL
h& D$ U) N/ l: \: i和配置寄存器。
( s8 n* p' K& [% }- J/ W光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好. j+ L, g' n. A- d, P9 {
的,可视作是DS18B20的地址序列码。光刻ROM的作( D. O3 d' y' y4 R& K
用是使每一个DS18B202 O2 c0 s( }# W) h1 ^: ^! }6 y2 a# V
都各不相同，以实现一根总线上挂接多个
1 r, v& @$ g- O; G" IDS18B20的目的。
, y% c3 A, v( d4 WDS18B20温度传感器的内部存储器包括--个高
3 x2 t1 a7 H, @6 j速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM,
# C2 i, J/ n B! ~3 y5 T后者存放高/低温度触发器TH/TL和结构寄存器。暂8 u" e* S+ Y" W0 Z0 w7 w) j
存存储器包含了8个连续字节,前两个字节是测得的
( ]" Z0 [ C* R" N2 A2 d* A% s! H3 v温度信息,第一个字节的内容是温度的低八位,第二
- y/ l& k# Y$ W" q# z个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH/
2 o; ^' _# I4 a/ J" ?2 @1 o: WTL的易失性拷贝,第五个字节是结构寄存器的易失性
3 O; Y( A8 o; N( o; V3 r5 ?; Z拷贝,这三个字节的内容在每一次上电复位时即被刷9 f1 V& G# F: A% H9 Z
新。
^, ]+ s% q, O# {. Q$ H第六、七八个字节用于内部计算。第九个字节是
x8 J3 \( A# Z冗余检验字节。0 g, x" g) R1 l) I$ }/ H
DS18B20中的温度传感器对温度的测量结果用7 G( o0 _5 w/ B5 A3 {
16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,当转换精9 G. c1 d. l O$ O1 {$ }6 C. a; F
度为12位时,则所得测量结果中前5位s为符号位，" J9 Y3 |: @5 C6 L- n% F
如果测得的温度大于0C时，,S 均为0,否则为1。后11
7 Q- {; M7 S7 s$ o位为数据位,分辨率为0.0625C/LSB,只要将测到的数* v# x& B/ w3 G0 R9 `4 @4 Y4 M: i
值乘于0.0625即可得到实际温度。2 Q% u$ W+ ^; }0 V+ F5 @2 H
% Y6 U* d, z* k- T: K7 ] E) m2 |. w) z' q( b' I
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发表于 2020-3-16 12:06
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