DS18B20數字溫度計設計

1．DS18B20基本知識

DS18B20數字溫度計是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線(xiàn)器件，具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測溫系統，具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單，在一根通信線(xiàn)，可以?huà)旌芏噙@樣的數字溫度計，十分方便。

2、DS18B20產(chǎn)品的特點(diǎn)

（1）.只要求一個(gè)端口即可實(shí)現通信。

（2）.在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨一無(wú)二的序列號。

（3）.實(shí)際應用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現測溫。

（4）.測量溫度范圍在－55。C到＋125。C之間。

（5）.數字溫度計的分辨率用戶(hù)可以從9位到12位選擇。

（6）.內部有溫度上、下限告警設置。

3、DS18B20的引腳介紹

TO－92封裝的DS18B20的引腳排列見(jiàn)圖1，其引腳功能描述見(jiàn)表1。

（底視圖）圖1

表1DS18B20詳細引腳功能描述

由于DS18B20采用的是1－Wire總線(xiàn)協(xié)議方式，即在一根數據線(xiàn)實(shí)現數據的雙向傳輸，而對AT89S51單片機來(lái)說(shuō)，硬件上并不支持單總線(xiàn)協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線(xiàn)的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對DS18B20芯片的訪(fǎng)問(wèn)。

由于DS18B20是在一根I/O線(xiàn)上讀寫(xiě)數據，因此，對讀寫(xiě)的數據位有著(zhù)嚴格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機作為主設備，單總線(xiàn)器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線(xiàn)器件回送數據，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。

DS18B20的復位時(shí)序

DS18B20的讀時(shí)序

對于DS18B20的讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。

對于DS18B20的讀時(shí)隙是從主機把單總線(xiàn)拉低之后，在15秒之內就得釋放單總線(xiàn)，以讓DS18B20把數據傳輸到單總線(xiàn)上。DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要60us才能完成。

DS18B20的寫(xiě)時(shí)序

對于DS18B20的寫(xiě)時(shí)序仍然分為寫(xiě)0時(shí)序和寫(xiě)1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。

對于DS18B20寫(xiě)0時(shí)序和寫(xiě)1時(shí)序的要求不同，當要寫(xiě)0時(shí)序時(shí)，單總線(xiàn)要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線(xiàn)上的“0”電平，當要寫(xiě)1時(shí)序時(shí)，單總線(xiàn)被拉低之后，在15us之內就得釋放單總線(xiàn)。

5．實(shí)驗任務(wù)

用一片DS18B20構成測溫系統，測量的溫度精度達到0.1度，測量的溫度的范圍在－20度到＋100度之間，用8位數碼管顯示出來(lái)。

6．電路原理圖

7．系統板上硬件連線(xiàn)

（1）．把“單片機系統”區域中的P0.0－P0.7用8芯排線(xiàn)連接到“動(dòng)態(tài)數碼顯示”區域中的ABCDEFGH端子上。

（2）．把“單片機系統”區域中的P2.0－P2.7用8芯排線(xiàn)連接到“動(dòng)態(tài)數碼顯示”區域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。

（3）．把DS18B20芯片插入“四路單總線(xiàn)”區域中的任一個(gè)插座中，注意電源與地信號不要接反。

（4）．把“四路單總線(xiàn)”區域中的對應的DQ端子連接到“單片機系統”區域中的P3.7/RD端子上。