DS18B20與LCD1602結(jié)合顯示溫度

1、DS18B20一、DS18B20的外形及其與單片機(jī)的連接圖 (a) (b) 圖1DS18B20是Dallas公司生產(chǎn)的1-Wire接口數(shù)字溫度傳感器，其外形如圖1(a)所示，有三個引腳，分別為：電源地1(GND);數(shù)字信號輸入/輸出端2(DQ)；外接供電電源輸入端3（VDD，在寄生電源接線方式時接地）。它是一種單總線數(shù)字溫度傳感器，所有的數(shù)據(jù)交換和控制都通過這根數(shù)據(jù)線來完成。測試溫度范圍-55-125，溫度數(shù)據(jù)位可配置為9、10、11、12位，對應(yīng)的刻度值分別為0.5、0.25、0.125、0.0625，對應(yīng)的最長轉(zhuǎn)換時間分別為93.75ms、187.5ms、375ms、750ms。出廠默認(rèn)配

2、置為12位數(shù)據(jù)，刻度值為0.0625，最長轉(zhuǎn)換時間為750ms。從以上數(shù)據(jù)可以看出，DS18B20數(shù)據(jù)位越低、轉(zhuǎn)換時間越短、反應(yīng)越快、精度越低。單總線沒有時鐘線，只有一根通信線，其讀寫數(shù)據(jù)是靠控制起始時間和采樣時間來完成，所以時序要求很嚴(yán)格。圖1(a)為DS18B20與單片機(jī)的連接電路圖，它的數(shù)據(jù)線通常要求外接一個4.7K-10K的上拉電阻(該電阻畫原理圖時靠近單片機(jī)畫故沒有顯示出來)，故其閑置時狀態(tài)位高電平。提示：DS18B20外形酷似三極管，分辨引腳時，面對著扁平的那一面，左負(fù)右正，一旦接反就會立刻發(fā)熱，甚至有可能燒毀。二、DS18B20存儲器結(jié)構(gòu)DS18B20的內(nèi)部有64位的ROM單元，

3、和9字節(jié)的暫存器單元。1、64位（激）光刻只讀存儲器每只DS18B20都有一個唯一存儲在ROM中的64位編碼(跟人的身份證號類似，一人一個身份證號)，這是出廠時被光刻好的。最前面8位是單線系列編碼：28h。接著的48位是一個唯一的序列號。最后8位是以上56位的CRC編碼。64-位的光刻ROM又包括5個ROM的功能命令：讀ROM，匹配ROM，跳躍ROM，查找ROM和報警查找。ROM的作用是使每個DS18B20各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)測。2、9字節(jié)的暫存器單元表1DS18B20的暫存器單元如表1所示，各部分介紹如下。1）、溫度傳感器圖2暫存器的第0(LS

4、B)字節(jié)，第1(MSB)字節(jié)為DS18B20的溫度傳感器，它們負(fù)責(zé)保存對溫度的測量結(jié)果，用16位二進(jìn)制提供，格式如圖2所示。DS18B20讀取溫度時共讀取16位，前5個位(MSB的高5位)為符號位，當(dāng)前5位為1時，讀取的溫度為負(fù)數(shù)；當(dāng)前5位為0時，讀取的溫度為正。溫度為正時讀取方法為：將16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制即可。溫度為負(fù)時讀取方法為(實(shí)際就是取補(bǔ)碼)：將16進(jìn)制取反后加1，再轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制。例：0550H = +85 度，F(xiàn)C90H = -55 度，0191H為25.0625度。LSB的低四位用于表示測量值中小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值。2）、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL位于第2和第3字節(jié)，用于寫入

5、溫度報警值，實(shí)際上就是設(shè)定溫度的最高和最低界限。3）、配置寄存器 配置寄存器位于存儲器的第4字節(jié)，其組織如圖3所示。配置寄存器的04位和7位被器件保留，禁止寫入；在讀回數(shù)據(jù)時全部為邏輯1。R1和R0用于設(shè)置DS18B20的精度，具體如表2所示。圖3表24）、CRC發(fā)生器CRC字節(jié)作為DS18B2064位ROM的一部分存儲在存儲器中。CRC碼由ROM的前56位計算得到，被包含在ROM的重要字節(jié)當(dāng)中。CRC由存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)計算得到，因此當(dāng)存儲器中的數(shù)據(jù)發(fā)生改變時，CRC的值也隨之改變。CRC能夠在總線控制器讀取DS18B20時進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。為校驗(yàn)數(shù)據(jù)是否被正確讀取，總線控制器必須用接受到的數(shù)

6、據(jù)計算出一個CRC值，和存儲在DS18B20的64位ROM中的值（讀ROM時）或DS18B20內(nèi)部計算出的8位CRC值（讀存儲器時）進(jìn)行比較。如果計算得到的CRC值和讀取出來的CRC值相吻合，數(shù)據(jù)被無錯傳輸。CRC值的比較以及是否進(jìn)行下一步操作完全由總線控制器決定。當(dāng)在DS18B20中存儲的或由其計算到CRC值和總線控制器計算的值不相符時，DS18B20內(nèi)部并沒有一個能阻止命令序列進(jìn)行的電路。CRC的計算等式如下：CRC=X8+X5+X4+1單總線CRC可以由一個由移位寄存器和XOR門構(gòu)成的多項式發(fā)生器來產(chǎn)生。這個回路包括一個移位寄存器和幾個XOR門，移位寄存器的各位都被初始化為0。從ROM中

7、的最低有效位或暫存器中的位0開始，一次一位移入寄存器。在傳輸了56位ROM中的數(shù)據(jù)或移入了暫存器的位7后，移位寄存器中就存儲了CRC值。下一步，CRC的值必須被循環(huán)移入。此時，如果計算得到的CRC是正確的，移位寄存器將復(fù)0。其他字節(jié)保留用，不需要看。三、關(guān)于單總線系統(tǒng)單總線系統(tǒng)包括一個總線控制器和一個或多個從機(jī)。DS18B20總是充當(dāng)從機(jī)。當(dāng)只有一只從機(jī)掛在總線上時，系統(tǒng)被稱為“單點(diǎn)”系統(tǒng)；如果由多只從機(jī)掛在總線上，系統(tǒng)被稱為“多點(diǎn)”。所有的數(shù)據(jù)和指令的傳遞都是從最低有效位開始通過單總線。單總線需要一個約5K的外部上拉電阻；單總線的空閑狀態(tài)是高電平。無論任何理由需要暫停某一執(zhí)行過程時，如果還想

8、恢復(fù)執(zhí)行的話，總線必須停留在空閑狀態(tài)。在恢復(fù)期間，如果單總線處于非活動（高電平）狀態(tài)，位與位間的恢復(fù)時間可以無限長。如果總線停留在低電平超過480us，總線上的所有器件都將被復(fù)位。四、操作流程1.DS18B20復(fù)位。2.執(zhí)行ROM指令。就是訪問，搜索，匹配每個DS18B20獨(dú)有的64位序列號。實(shí)驗(yàn)板上只連有一個DS18B20，故不需識別，也就是不需讀出此序列號，寫代碼時直接寫命令0xcc跳過。3.執(zhí)行DS18B20功能指令（RAM指令，就是讀寫暫存器指令）。DS18B20的功能指令很多，比較常用的有兩個：0x44：開始轉(zhuǎn)換溫度。轉(zhuǎn)換好的溫度會儲存到暫存器字節(jié)0和1。0xBE：讀暫存指令。讀暫存

9、指令，會從暫存器0到9，一個一個字節(jié)讀取，如果要停止的話，必須寫下DS18B20復(fù)位。ROM指令和RAM指令的具體情況見表3。表3五、讀寫DS18B20的時序1、DS18B20的復(fù)位時序：1).單片機(jī)拉低總線480us960us,然后釋放總線（拉高電平）。2）.這時DS18B20會拉低信號，大約60240us表示應(yīng)答。3）.DS18B20拉低電平的60240us之間，單片機(jī)讀取總線的電平，如果是低電平，那么表示復(fù)位成功。4）.DS18B20拉低電平60240us之后，會釋放總線。/*復(fù)位：主機(jī)t0時刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為480us的低電平信號)，接著在t1時刻釋放總線(拉高總線電平)進(jìn)入接收

10、狀態(tài)。DS18B20在檢測到總線的上升沿之后等待1560us。接著DS18B20在t2時刻發(fā)出存在脈沖(持續(xù)60240us的低電平)*/void DS18B20_Reset()DQ=1;_nop_();DQ=0; /拉低總線delay2us(280); /持續(xù)280*2+5=565sDQ=1; /釋放總線while(DQ); /等待應(yīng)答(電平拉低)while(!DQ); /應(yīng)答電平大約持續(xù)60240us后重新拉高總線2、讀時序：1).在讀取的時候單片機(jī)拉低電平大約1us；2).單片機(jī)釋放總線，然后讀取總線電平。3).這時候DS18B20會拉低電平(0)或拉高電平(1)。4）.讀取電平過后，延遲

11、大約4045us。 /*讀字節(jié):主機(jī)總線t0時刻從高拉至低電平時，總線只須保持低電平l .7us。之后在t1時刻將總線拉高產(chǎn)生讀時間隙，讀時間隙在t1時刻后t2時刻前有效。t2距t0為15us，也就是說t2時刻前主機(jī)必須完成讀位，并在t0后的60us-120us內(nèi)釋放總線.注意讀的時候從最低位向最高位讀。*/uchar DS18B20_Read_Byte()uchar i,temp=0;for(i=0;i1;DQ=0; /主機(jī)將總線拉至低電平，只需保持1.7us_nop_(); /保持一個時鐘周期，也即1usDQ=1;delay2us(1);/延時7us，一般讀數(shù)在后半段讀if(DQ)temp

12、=temp|0x80; delay2us(2); /這里延時45us+前面7us+1us=53us,接近60usreturn temp;3、寫時序：1).單片機(jī)拉低電平大約1015us；2).單片機(jī)持續(xù)拉低電平(0)或拉高電平(1)大約2045us的時間；3).釋放總線。/*寫字節(jié)：當(dāng)主機(jī)總線t0時刻從高拉至低電平時就產(chǎn)生寫時間隙。從to時刻開始15us之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上，在隨后15-60us間DS18B20對總線采樣若低電平寫入的位是0；若高電平寫入的位是1，連續(xù)寫2位間的間隙應(yīng)大于1us。注意：無論讀寫都是從最低位開始。*/void DS18B20_Write_Byte(ucha

13、r dat)uchar i;for(i=0;i1;4、讀取溫度流程/*讀溫度:流程：復(fù)位-寫命令(跳過讀序列號，單個DS18B20時用)-啟動溫度轉(zhuǎn)換-等待轉(zhuǎn)換完成(完成總線會跳回高電平)-復(fù)位-寫命令(跳過ROM編碼命令)-讀取暫存寄存器字節(jié)命令-讀低字節(jié)-讀高字節(jié)-復(fù)位-合并高低字節(jié)-判斷正負(fù)*/DS18B20_Read_Temperature()uchar temp_low,temp_high;DS18B20_Reset();DS18B20_Write_Byte(0xcc);DS18B20_Write_Byte(0x44);while(!DQ); /等待轉(zhuǎn)換完成DS18B20_Reset

14、();DS18B20_Write_Byte(0xcc);DS18B20_Write_Byte(0xbe);temp_low=DS18B20_Read_Byte();temp_high=DS18B20_Read_Byte();DS18B20_Reset();tvalue=temp_high;tvalue=(tvalue8)|temp_low; if(tvalue0x0fff) tflag=0; else tvalue=tvalue+1;/因?yàn)樽罡呶坏那拔逦皇?，所以寄存器存的是溫度的補(bǔ)碼（補(bǔ)碼要取反加一得到二進(jìn)制數(shù)）tflag=1; tvalue=tvalue*(0.625);/溫度值擴(kuò)大10倍

15、，精確到1位小數(shù)return(tvalue);例子：DS18B20+1602#include#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P23;/ds18b20與單片機(jī)連接口sbit RS=P26;sbit RW=P27;sbit E=P25;unsigned char code str1=temperature: ;unsigned char code str2= ;uchar data disdata5;uint tvalue;/溫度值uchar tflag;/溫度正負(fù)標(biāo)志/*l

16、cd1602程序*/聲明調(diào)用函數(shù)void Lcd_W_Cmd(uchar com);void Lcd_W_Dat(uchar dat);uchar Lcd_R_Busy();void Lcd_Init();void delay(uchar t);void delay_4_nop();/*延時*/#define delay_4_nop() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();void delay(uchar t)uchar i, j;for(i=0; it; i+)for(j=0; j50; j+);void Lcd_Init()uchar i;Lcd_W_Cmd(0

17、x3c);Lcd_W_Cmd(0x0e);Lcd_W_Cmd(0x01);Lcd_W_Cmd(0x06);Lcd_W_Cmd(0x80);for(i=0;istrlen(str1);i+)Lcd_W_Dat(str1i);Lcd_W_Cmd(0xC0);for(i=0;istrlen(str2);i+)Lcd_W_Dat(str2i);uchar Lcd_R_Busy()uchar s;RW=1;delay_4_nop();RS=0;delay_4_nop();E=1;delay_4_nop();s=P0;delay_4_nop();E=0;return(s);void Lcd_W_Cmd(u

18、char com)uchar i;doi=Lcd_R_Busy();i=i&0x80;delay(2);while(i!=0);RW=0;delay_4_nop();RS=0;delay_4_nop();E=1;delay_4_nop();P0=com;delay_4_nop();E=0;void Lcd_W_Dat(uchar dat)uchar i;doi=Lcd_R_Busy();i=i&0x80;delay(2);while(i!=0);RW=0;delay_4_nop();RS=1;delay_4_nop();E=1;delay_4_nop();P0=dat;delay_4_nop(

19、);E=0;/*ds1820程序*/void delay2us(unsigned int i)/延時1微秒while(-i);/*牛人實(shí)測，本人沒有做過試驗(yàn)。針對的是12Mhz的晶振delay(0):延時518us 誤差:518-2*256=6delay(1):延時7us （原帖寫5us是錯的）delay(10):延時25us 誤差:25-20=5delay(20):延時45us 誤差:45-40=5delay(100):延時205us 誤差:205-200=5delay(200):延時405us 誤差:405-400=5*/*復(fù)位：主機(jī)t0時刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為480us的低電平信號)，

20、接著在t1時刻釋放總線(拉高總線電平)進(jìn)入接收狀態(tài)。DS18B20在檢測到總線的上升沿之后等待1560us。接著DS18B20在t2時刻發(fā)出存在脈沖(持續(xù)60240us的低電平)*/void DS18B20_Reset()DQ=1;_nop_();DQ=0; /拉低總線delay2us(280); /持續(xù)280*2+5=565sDQ=1; /釋放總線while(DQ); /等待應(yīng)答(電平拉低)while(!DQ); /應(yīng)答電平大約持續(xù)60240us后重新拉高總線/*讀字節(jié):主機(jī)總線t0時刻從高拉至低電平時，總線只須保持低電平l .7us。之后在t1時刻將總線拉高產(chǎn)生讀時間隙，讀時間隙在t1時刻

21、后t2時刻前有效。t2距t0為15us，也就是說t2時刻前主機(jī)必須完成讀位，并在t0后的60us-120us內(nèi)釋放總線.注意讀的時候從最低位向最高位讀。*/uchar DS18B20_Read_Byte()uchar i,temp=0;for(i=0;i1;DQ=0; /主機(jī)將總線拉至低電平，只需保持1.7us_nop_(); /保持一個時鐘周期，也即1usDQ=1;delay2us(1);/延時7us，一般讀數(shù)在后半段讀if(DQ)temp=temp|0x80; delay2us(2); /這里延時45us+前面7us+1us=53us,接近60usreturn temp;/*寫字節(jié)：當(dāng)主機(jī)

22、總線t0時刻從高拉至低電平時就產(chǎn)生寫時間隙。從to時刻開始15us之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上，在隨后15-60us間DS18B20對總線采樣若低電平寫入的位是0；若高電平寫入的位是1，連續(xù)寫2位間的間隙應(yīng)大于1us。注意：無論讀寫都是從最低位開始。*/void DS18B20_Write_Byte(uchar dat)uchar i;for(i=0;i1;/*讀溫度:流程：復(fù)位-寫命令(跳過讀序列號，單個DS18B20時用)-啟動溫度轉(zhuǎn)換-等待轉(zhuǎn)換完成(完成總線會跳回高電平)-復(fù)位-寫命令(跳過ROM編碼命令)-讀取暫存寄存器字節(jié)命令-讀低字節(jié)-讀高字節(jié)-復(fù)位-合并高低字節(jié)-判斷正負(fù)*/DS

23、18B20_Read_Temperature()uchar temp_low,temp_high;DS18B20_Reset();DS18B20_Write_Byte(0xcc);DS18B20_Write_Byte(0x44);while(!DQ); /等待轉(zhuǎn)換完成DS18B20_Reset();DS18B20_Write_Byte(0xcc);DS18B20_Write_Byte(0xbe);temp_low=DS18B20_Read_Byte();temp_high=DS18B20_Read_Byte();DS18B20_Reset();tvalue=temp_high;tvalue=(tvalue8)|temp_low; if(tvalue0x0fff) tflag=0; el