一线总线数字化温度传感器是DALLAS最新单线数字温度

1、DS18B20、 DS1822 “一线总线”数字化温度传感器是DALLAS最新单线数字温度传感器， 同DS1820一样，DS18B20也 支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C+125°C，在-10+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为± 2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，与前一代产品不同，新的产品支持3V5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。 DS18B20可以程序设定912位的

2、分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！ DS1822与 DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。 继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经

3、济的测温系统。 DS18B20的内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: 15元/只 DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18

4、B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625/LSB形式表达，其中S为符号位。 这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。 例如+125的数字输出为07D0H，+25.0625的数字输出为0191H，-25.0625的

5、数字输出为FF6FH，-55的数字输出为FC90H。 DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。 暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。 该字节各位的意义如下： TM R1 R0 1 1 1 1 1 低

6、五位一直都是1 ，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位） 分辨率设置表: R1 R0 分辨率 温度最大转换时间 0 0 9位 93.75ms 0 1 10位 187.5ms 1 0 11位 375ms 1 1 12位 750ms 根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操

7、作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待1660微秒左右，后发出60240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。 DS1820使用中注意事项 DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题： (1)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对DS1820进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时，对DS1820操作部分最好采用汇编语言实现。 (2)在DS1

8、820的有关资料中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS1820，在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS1820超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。 (3)连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考

9、虑总线分布电容和阻抗匹配问题。 (4)在DS1820测温程序设计中，向DS1820发出温度转换命令后，程序总要等待DS1820的返回信号，一旦某个DS1820接触不好或断线，当程序读该DS1820时，将没有返回信号，程序进入死循环。这一点在进行DS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。 测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。 本站实验板实验程序： ;这是关于DS18B20的读写程序,数据脚P2.2,晶振12MHZ ;温度传感器18B20汇编程序,采用器件默认的12位转化,最大转化时间750微秒 ;可以将检测到的温度直接

10、显示到AT89C51开发实验板的两个数码管上 ;显示温度00到99度,很准确哦无需校正! ORG 0000H ;单片机内存分配申明! TEMPER_L EQU 29H;用于保存读出温度的低8位 TEMPER_H EQU 28H;用于保存读出温度的高8位 FLAG1 EQU 38H;是否检测到DS18B20标志位 a_bit equ 20h ;数码管个位数存放内存位置 b_bit equ 21h ;数码管十位数存放内存位置 MAIN: LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序 ;进行温度显示,这里我们考虑用网站提供的两位数码管来显示温度 ;显示范围00到99度,显示精度为1度 ;因为1

11、2位转化时每一位的精度为0.0625度,我们不要求显示小数所以可以抛弃29H的低4位 ;将28H中的低4位移入29H中的高4位,这样获得一个新字节,这个字节就是实际测量获得的温度 MOV A,29H MOV C,40H;将28H中的最低位移入C RRC A MOV C,41H RRC A MOV C,42H RRC A MOV C,43H RRC A MOV 29H,A LCALL DISPLAY;调用数码管显示子程序 CPL P1.0 AJMP MAIN ; 这是DS18B20复位初始化子程序 INIT_1820: SETB P3.5 NOP CLR P3.5 ;主机发出延时537微秒的复位

12、低脉冲 MOV R1,#3 TSR1:MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ R1,TSR1 SETB P3.5;然后拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#25H TSR2: JNB P3.5,TSR3;等待DS18B20回应 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延时 TSR3: SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在 CLR P1.7;检查到DS18B20就点亮P1.7LED LJMP TSR5 TSR4: CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在 CLR P1.1;点亮P1。1脚LED表示温度传感器通信失败 LJM

13、P TSR7 TSR5: MOV R0,#117 TSR6: DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间 TSR7: SETB P3.5 RET ; 读出转换后的温度值 GET_TEMPER: SETB P3.5 LCALL INIT_1820;先复位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 CLR P1.2 RET ; 判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回 TSS2: CLR P1.3;DS18B20已经被检测到! MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#44H ; 发出温度转换命令 LCALL WRITE_18

14、20 ;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒 LCALL DISPLAY LCALL INIT_1820;准备读温度前先复位 MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200; 将读出的温度数据保存到35H/36H CLR P1.4 RET ;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求) WRITE_1820: MOV R2,#8;一共8位数据 CLR C WR1: CLR P3.5 MOV R3,#6 DJNZ

15、R3,$ RRC A MOV P3.5,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB P3.5 NOP DJNZ R2,WR1 SETB P3.5 RET ; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据 READ_18200: MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从DS18B20中读出 MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H) RE00: MOV R2,#8;数据一共有8位 RE01: CLR C SETB P3.5 NOP NOP CLR P3.5 NOP NOP NOP SETB P3.5 MOV

16、 R3,#9 RE10: DJNZ R3,RE10 MOV C,P3.5 MOV R3,#23 RE20: DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ R2,RE01 MOV R1,A DEC R1 DJNZ R4,RE00 RET ;显示子程序 display: mov a,29H;将29H中的十六进制数转换成10进制 mov b,#10 ;10进制/10=10进制 div ab mov b_bit,a ;十位在a mov a_bit,b ;个位在b mov dptr,#numtab ;指定查表启始地址 mov r0,#4 dpl1: mov r1,#250 ;显示1000次 dplop

17、: mov a,a_bit ;取个位数 MOVC A,A+DPTR ;查个位数的7段代码 mov p0,a ;送出个位的7段代码 clr p2.0 ;开个位显示 acall d1ms ;显示1ms setb p2.0 mov a,b_bit ;取十位数 MOVC A,A+DPTR ;查十位数的7段代码 mov p0,a ;送出十位的7段代码 clr p2.1 ;开十位显示 acall d1ms ;显示1ms setb p2.1 djnz r1,dplop ;100次没完循环 djnz r0,dpl1 ;4个100次没完循环 ret ;1MS延时(按12MHZ算) D1MS: MOV R7,#8

18、0 DJNZ R7,$ RET ;实验板上的7段数码管09数字的共阴显示代码 numtab: DB 0F3H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H end 以下是第二种采集和处理程序供网友参考 ;温度传感器18B20汇编程序,采用器件默认的12位转化,最大转化时间750微秒 ;将温度数据通过串口发送出去，波特率2400 ;本程序专为AT89C51实验开发板编写.适合12晶振 ;本程序经过验证,可以显示温度+/-和两位整数温度和两位小数温度数据 DOT EQU 30H ZHENGSHU EQU 31H FLAG1 EQU 38H ;是否检测到DS18B20的标志位

19、 ;定义温度数据 DIS_1 EQU 32H ;符号 DIS_2 EQU 33H ;十位 DIS_3 EQU 34H ;个位 DIS_4 EQU 35H ;小数点后第一位 DIS_5 EQU 36H ;小数点后第二位 WDDATA BIT P2.2 ;定义DS18B20的数据脚为P2.2端口 ORG 0000H ;以下为主程序进行CPU中断方式设置 CLR EA ;关闭总中断 MOV SCON,#50H ;设置成串口1方式 MOV TMOD,#20H ;波特率发生器T1工作在模式2上 MOV TH1,#0F3H ;预置初值(按照波特率2400BPS预置初值) MOV TL1,#0F3H ;预置

20、初值(按照波特率2400BPS预置初值) SETB TR1 ;启动定时器T1 ;以上完成串口2400通讯初始化设置 ;- ; 主程序 ;- MAIN: LCALL INIT_1820 ;调用复位DS18B20子程序 MAIN1: LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序 LCALL FORMULA ;通过公式计算,小数点后显示两位 LCALL BCD LCALL DISPLAY ;调用串口显示子程序 LCALL DELAY500 ;延时0.5秒 LCALL DELAY500 ;延时0.5秒 LCALL DELAY500 ;延时0.5秒 AJMP MAIN1 ;- ; DS18B20复

21、位初始化程序 ;- INIT_1820: SETB WDDATA NOP CLR WDDATA ;主机发出延时540微秒的复位低脉冲 MOV R0,#36 LCALL DELAY SETB WDDATA;然后拉高数据线 NOP NOP MOV R0,#36 TSR2: JNB WDDATA,TSR3;等待DS18B20回应 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延时 TSR3: SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在 LJMP TSR5 TSR4: CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在 LJMP TSR7 TSR5: MOV R0,#06BH

22、TSR6: DJNZ R0,TSR6 ;复位成功!时序要求延时一段时间 TSR7: SETB WDDATA RET ;- ; 读出转换后的温度值 ;- GET_TEMPER: SETB WDDATA ; 定时入口 LCALL INIT_1820 ;先复位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 RET ; 判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回 TSS2: MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#44H ; 发出温度转换命令 LCALL WRITE_1820 MOV R0,#50 ;等待AD转换结束,12位的话750微秒.

23、LCALL DELAY LCALL INIT_1820 ;准备读温度前先复位 MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200; 将读出的九个字节数据保存到60H-68H RET ;- ;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求) ;- WRITE_1820: MOV R2,#8 ;一共8位数据 CLR C WR1: CLR WDDATA MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV WDDATA,C MOV R3,#24 DJNZ R3,

24、$ SETB WDDATA NOP DJNZ R2,WR1 SETB WDDATA RET ;- ; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出九个字节的数据 ;- READ_18200: MOV R4,#9 MOV R1,#60H ; 存入60H开始的九个单元 RE00: MOV R2,#8 RE01: CLR C SETB WDDATA NOP NOP CLR WDDATA NOP NOP NOP SETB WDDATA MOV R3,#09 RE10: DJNZ R3,RE10 MOV C,WDDATA MOV R3,#23 RE20: DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ

25、 R2,RE01 MOV R1,A INC R1 DJNZ R4,RE00 RET ;- ;温度计算子程序 ;- FORMULA: ; 按公式：T实际=(T整数-0.25)+( M每度-M剩余)/ M每度 ;计算出实际温度，整数部分和小数部分分别存于ZHENGSHU单元和DOT单元 ;将61H中的低4位移入60H中的高4位，得到温度的整数部分，并存于ZHENGSHU单元 MOV 29H,61H MOV A,60H MOV C,48H RRC A MOV C,49H RRC A MOV C,4AH RRC A MOV C,4BH RRC A MOV ZHENGSHU,A ; ( M每度-M剩余)

26、/ M每度,小数值存于A中 MOV A,67h SUBB A,66h MOV B,#64H MUL AB MOV R4,B MOV R5,A MOV R7,67H LCALL DIV457 MOV A,R3 ;再减去0.25，实际应用中减去25 SUBB A,#19H MOV DOT,A ;小数部分存于DOT中 MOV A,ZHENGSHU SUBB A,#00H ;整数部分减去来自小数部分的借位 MOV ZHENGSHU,A MOV C,4BH JNC ZHENG ;是否为负数 CPL A INC A MOV DIS_1,#2DH ; 零度以下时,第一位显示"-"号 MO

27、V ZHENGSHU,A ZHENG: MOV DIS_1,#2BH ; 零度以上时,第一位显示"+"号 RET ;- ;双字节除以单字节子程序 ;- DIV457: CLR C MOV A,R4 SUBB A,R7 JC DV50 SETB OV ;商溢出 RET DV50: MOV R6,#8 ;求平均值（R4R5R7R3） DV51: MOV A,R5 RLC A MOV R5,A MOV A,R4 RLC A MOV R4,A MOV F0,C CLR C SUBB A,R7 ANL C,/F0 JC DV52 MOV R4,A DV52: CPL C MOV A,R3 RLC A MOV R3,A DJNZ R6,DV51 MOV A,R4 ;四舍五入 ADD A,R4 JC DV53 SUBB A,R7 JC DV54 DV53: INC R3 DV54: CLR OV RET ;- ;转换成非压缩的BCD码 ;- BCD: MOV A,ZHENGSHU MOV B,#0AH DIV AB ORL A,#00110000B ;转换成ASCII码 MOV DIS_2,A MOV DIS_3,B MOV A,DIS_3 ORL A,#00110000B ;转换成ASCII码 mov DIS_3,A MOV A,D