2022年DS18B20与LCD1602结合显示温度汇总

1、DS18B20 一、 DS18B20 的形状及其与单片机的连接图a b 图 1 DS18B20 是 Dallas 公司生产的 1-Wire 接口数字温度传感器,其形状如图 1a所示,有三个引脚,分别为：电源地 1GND; 数字信号输入 /输出端 2DQ ；外接供电电源输入端 3（VDD ,在寄生电源接线方式时接地）；它是一种单总线数字温度传感器,全部的数据交换和掌握都通过这根数据线来完成；测试温度范畴-55-125,温度数据位可配置为9、10、11、 12 位,对应的刻度值分别为0.5、 0.25、 0.125、 0.0625,对应的最长转换时间分别为 93.75ms、187.5ms、375m

2、s、750ms；出厂默认配置为 12 位数据, 刻度值为 0.0625,最长转换时间为 750ms；从以上数据可以看出,DS18B20 数据位越低、转换时间越短、反应越快、精度越低；单总线没有时钟线,只有一根通信线,其读写数据是靠掌握起始时间和采样时间来完成,所以时序要求很严格；图1a为 DS18B20 与单片机的连接电路图,它的数据线通常要求外接一个4.7K-10K的上拉电阻 该电阻画原理图时靠近单片机画故没有显示出来 ,故其闲置时状态位高电平；提示： DS18B20 形状酷似三极管,辨论引脚时,面对着扁平的那一面,左负右正,一 旦接反就会马上发热,甚至有可能烧毁；二、 DS18B20 储备

3、器结构DS18B20 的内部有 64 位的 ROM 单元,和 9 字节的暂存器单元；1、64 位（激）光刻只读储备器每只 DS18B20 都有一个唯独储备在ROM 中的 64 位编码 跟人的身份证号类似,一人一个身份证号 ,这是出厂时被光刻好的；最前面 8 位是单线系列编码：28h；接着的 48 位是一个唯独的序列号；最终 8 位是以上 56 位的 CRC 编码； 64-位的光刻 ROM 又包括 5 个ROM 的功能命令：读 ROM ,匹配 ROM ,跳动 ROM ,查找 ROM 和报警查找； ROM 的作用是使每个 DS18B20 各不相同, 这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20

4、 以实现多点监测；2、9 字节的暂存器单元表 1 1 DS18B20 的暂存器单元如表 1）、温度传感器1 所示,各部分介绍如下；图 2 暂存器的第 0LSB 字节,第 1MSB 字节为 DS18B20 的温度传感器,它们负责储存对温度的测量结果,用 16 位二进制供应,格式如图 2 所示； DS18B20 读取温度时共读取 16位,前 5 个位 MSB 的高 5 位为符号位, 当前 5 位为 1 时,读取的温度为负数；当前 5 位为0 时,读取的温度为正；温度为正时读取方法为：将 16 进制数转换成 10 进制即可；温度为负时读取方法为 实际就是取补码 ：将 16 进制取反后加 1,再转换成

5、 10 进制；例： 0550H = +85 度, FC90H = -55 度, 0191H 为 25.0625 度； LSB 的低四位用于表示测量值中小数点后的数值；2）、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL 位于第 2 和第 3 字节,用于写入温度报警值,实际上就是设定温度的最高和最低界限；3）、配置寄存器配置寄存器位于储备器的第 4 字节,其组织如图 3 所示；配置寄存器的 04 位和 7 位被器件保留,禁止写入；在读回数据时全部为规律 1；R1 和 R0 用于设置 DS18B20 的精度,详细如表 2 所示；图 3 表 2 2 4）、 CRC 发生器CRC 字节作为 DS18B2064

6、 位 ROM 的一部分储备在储备器中；CRC 码由 ROM 的前 56位运算得到, 被包含在 ROM 的重要字节当中；CRC 由储备在储备器中的数据运算得到,因此当储备器中的数据发生转变时,CRC 的值也随之转变；CRC 能够在总线掌握器读取DS18B20 时进行数据校验；为校验数据是否被正确读取,总线掌握器必需用接受到的数据运算出一个CRC 值,和储备在DS18B20 的 64 位 ROM 中的值（读 ROM 时）或 DS18B20 内部运算出的8 位 CRC 值（读储备器时）进行比较；假如运算得到的 CRC 值和读取出来的 CRC 值相吻合,数据被无错传输；CRC 值的比较以及是否进行下一

7、步操作完全由总线掌握器打算；当在 DS18B20 中储备的或由其运算到 CRC 值和总线掌握器运算的值不相符时,CRC 的运算等式如下：DS18B20 内部并没有一个能阻挡命令序列进行的电路；CRC = X8 + X5 + X4 + 1 单总线 CRC 可以由一个由移位寄存器和XOR 门构成的多项式发生器来产生；这个回路包括一个移位寄存器和几个 XOR 门,移位寄存器的各位都被初始化为 0；从 ROM 中的最低有效位或暂存器中的位 0 开头,一次一位移入寄存器；在传输了 56 位 ROM 中的数据或移入了暂存器的位 7 后,移位寄存器中就储备了 CRC 值；下一步, CRC 的值必需被循环移入

8、；此时,假如运算得到的 CRC 是正确的,移位寄存器将复 0；其他字节保留用,不需要看；三、关于单总线系统单总线系统包括一个总线掌握器和一个或多个从机；DS18B20 总是充当从机；当只有一只从机挂在总线上时,系统被称为“ 单点” 系统；假如由多只从机挂在总线上,系统被称为“ 多点” ； 全部的数据和指令的传递都是从最低有效位开头通过单总线；单总线需要一个约 5K 的外部上拉电阻；单总线的闲暇状态是高电平；无论任何理由需要暂停某一执行过程时, 假如仍想复原执行的话,总线必需停留在闲暇状态；在复原期间,假如单总线处于非活动（高电平） 状态, 位与位间的复原时间可以无限长；假如总线停留在低电平超过

9、 480us,总线上的全部器件都将被复位；四、操作流程1.DS18B20 复位；2.执行 ROM 指令；就是拜访,搜寻,匹配每个DS18B20 独有的 64 位序列号；试验板上只连有一个 DS18B20 ,故不需识别,也就是不需读出此序列号,写代码时直接写命令 0 xcc 跳过；3.执行 DS18B20 功能指令（ RAM 指令,就是读写暂存器指令）；DS18B20 的功能指令许多,比较常用的有两个：0 x44：开头转换温度；转换好的温度会储存到暂存器字节 0 和 1；0 xBE：读暂存指令；读暂存指令,会从暂存器 的话,必需写下 DS18B20 复位；0 到 9,一个一个字节读取,假如要停止

10、ROM 指令和 RAM 指令的详细情形见表 3；表 3 3 五、读写 DS18B20 的时序1、DS18B20 的复位时序： 1.单片机拉低总线 480us960us,然后释放总线（拉高电平）；2）.这时 DS18B20 会拉低信号,大约 60240us 表示应答； 3）.DS18B20 拉低电平的 60240us之间,单片机读取总线的电平,假如是低电平,那么表示复位胜利；4）.DS18B20 拉低电平60240us 之后,会释放总线；/* 复位：主机 t0 时刻发送一复位脉冲 最短为 480us 的低电平信号 ,接着在 t1 时刻释放总线 拉高总线电平 进入接收状态；DS18B20 在检测到

11、总线的上升沿之后等待 1560us；接着DS18B20 在 t2 时刻发出存在脉冲连续 60240us 的低电平 * */ void DS18B20_Reset DQ=1; _nop_; DQ=0; /拉低总线 delay2us280; / 连续 280*2+5=565s 4 DQ=1; /释放总线whileDQ; /等待应答 电平拉低 while.DQ; /应答电平大约连续 60240us 后重新拉高总线 2、读时序： 1.在读取的时候单片机拉低电平大约1us；2.单片机释放总线,然后读取总线电平；3.这时候 DS18B20 会拉低电平 0或拉高电平 1；4）.读取电平过后, 推迟大约 40

12、45us；/* 读字节 :主机总线 t0 时刻从高拉至低电平常,总线只须保持低电平 l .7us；之后在 t1 时刻将总线拉高产生读时间隙,读时间隙在t1 时刻后 t2 时刻前有效；t2 距 t0 为 15us,也就是说t2 时刻前主机必需完成读位,并在t0 后的 60us-120us 内释放总线 .留意读的时候从最低位向最高位读；*/ uchar DS18B20_Read_Byte uchar i,temp=0; fori=0;i1; DQ=0; /主机将总线拉至低电平,只需保持 1.7us _nop_; / 保持一个时钟周期,也即 1us DQ=1; delay2us1;/延时 7us,一

13、般读数在后半段读 ifDQ temp=temp|0 x80; delay2us2; / 这里延时 45us+前面 7us+1us=53us,接近 60us return temp; 3、写时序： 1.单片机拉低电平大约1015us；2.单片机连续拉低电平0或拉高电平 1大约2045us 的时间； 3.释放总线；/* 写字节：当主机总线t0 时刻从高拉至低电平常就产生写时间隙；从to 时刻开头5 15us 之内应将所需写的位送到总线上,在随后15-60us 间 DS18B20 对总线采样如低电平写入的位是0；如高电平写入的位是1,连续写 2 位间的间隙应大于1us；留意：无论读写都是从最低位开头

14、；*/ void DS18B20_Write_Byteuchar dat uchar i; fori=0;i1; 4、读取温度流程 /* 读温度 :流程：复位 -写命令 跳过读序列号,单个DS18B20 时用 -启动温度转换-等待转换完成 完成总线会跳回高电平 -复位 -写命令 跳过 ROM 编码命令 - 读取暂存寄存器字节命令-读低字节 -读高字节 -复位 -合并高低字节 -判定正负*/ DS18B20_Read_Temperature uchar temp_low,temp_high; DS18B20_Reset; DS18B20_Write_Byte0 xcc; DS18B20_Writ

15、e_Byte0 x44; while.DQ; /等待转换完成 DS18B20_Reset; DS18B20_Write_Byte0 xcc; DS18B20_Write_Byte0 xbe; temp_low=DS18B20_Read_Byte; temp_high=DS18B20_Read_Byte; DS18B20_Reset; tvalue=temp_high; tvalue=tvalue8|temp_low; iftvalue0 x0fff tflag=0; else 6 tvalue=tvalue+1; /由于最高位的前五位是 码要取反加一得到二进制数）tflag=1; 1,所以寄存

16、器存的是温度的补码（补tvalue=tvalue*0.625;/ 温度值扩大10 倍,精确到1 位小数returntvalue; 例子： DS18B20+1602 #include #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit DQ=P23;/ds18b20 与单片机连接口 sbit RS=P26; sbit RW=P27; sbit E=P25; unsigned char code str1=temperature: ; unsigned char code str2= ; ucha

17、r data disdata5; uint tvalue;/ 温度值 uchar tflag;/ 温度正负标志/*lcd1602 /声明调用函数程序 */ void Lcd_W_Cmduchar com; void Lcd_W_Datuchar dat; uchar Lcd_R_Busy; void Lcd_Init; void delayuchar t; void delay_4_nop; /* 延时 */ #define delay_4_nop _nop_;_nop_;_nop_;_nop_; void delayuchar t uchar i, j; fori=0; it; i+ for

18、j=0; j50; j+; void Lcd_Init uchar i; Lcd_W_Cmd0 x3c; 7 Lcd_W_Cmd0 x0e; Lcd_W_Cmd0 x01; Lcd_W_Cmd0 x06; Lcd_W_Cmd0 x80; fori=0;istrlenstr1;i+ Lcd_W_Datstr1i; Lcd_W_Cmd0 xC0; fori=0;istrlenstr2;i+ Lcd_W_Datstr2i; uchar Lcd_R_Busy uchar s; RW=1; delay_4_nop; RS=0; delay_4_nop; E=1; delay_4_nop; s=P0; d

19、elay_4_nop; E=0; returns; void Lcd_W_Cmduchar com uchar i; do i=Lcd_R_Busy; i=i&0 x80; delay2; whilei.=0; RW=0; delay_4_nop; RS=0; delay_4_nop; 8 E=1; delay_4_nop; P0=com; delay_4_nop; E=0; void Lcd_W_Datuchar dat uchar i; do i=Lcd_R_Busy; i=i&0 x80; delay2; whilei.=0; RW=0; delay_4_nop; RS=1; delay

20、_4_nop; E=1; delay_4_nop; P0=dat; delay_4_nop; E=0; /*ds1820程序*/ void delay2usunsigned int i/ 延时 1 微秒 while-i; /* * 牛人实测,本人没有做过试验；针对的是 12Mhz 的晶振delay0:延时 518us 误差 :518-2*256=6 delay1:延时 7us （原帖写 5us是错的）delay10: 延时 25us 误差 :25-20=5 delay20: 延时 45us 误差 :45-40=5 delay100: 延时 205us 误差 :205-200=5 delay20

21、0: 延时 405us 误差 :405-400=5 * */ /*9 * 复位：主机 t0 时刻发送一复位脉冲 最短为 480us 的低电平信号 ,接着在 t1 时刻释放总线 拉高总线电平 进入接收状态；DS18B20 在检测到总线的上升沿之后等待 1560us；接着DS18B20 在 t2 时刻发出存在脉冲 连续 60240us 的低电平 */ void DS18B20_Reset DQ=1; _nop_; DQ=0; /拉低总线delay2us280; / 连续 280*2+5=565s DQ=1; /释放总线whileDQ; /等待应答 电平拉低 while.DQ; /应答电平大约连续

22、60240us 后重新拉高总线 /* 读字节 :主机总线 t0 时刻从高拉至低电平常,总线只须保持低电平 l .7us；之后在 t1 时刻将总线拉高产生读时间隙,读时间隙在t1 时刻后 t2 时刻前有效；t2 距 t0 为 15us,也就是说t2 时刻前主机必需完成读位,并在t0 后的 60us-120us 内释放总线 .留意读的时候从最低位向最高位读；*/ uchar DS18B20_Read_Byte uchar i,temp=0; fori=0;i1; DQ=0; /主机将总线拉至低电平,只需保持 1.7us _nop_; / 保持一个时钟周期,也即 1us DQ=1; delay2us

23、1;/延时 7us,一般读数在后半段读 ifDQ temp=temp|0 x80; delay2us2; / 这里延时 45us+前面 7us+1us=53us,接近 60us return temp; /* 写字节：当主机总线t0 时刻从高拉至低电平常就产生写时间隙；从to 时刻开头15us 之内应将所需写的位送到总线上,在随后15-60us 间 DS18B20 对总线采样如低电平写入的位是0；如高电平写入的位是1,连续写 2 位间的间隙应大于1us；10 留意：无论读写都是从最低位开头；*/ void DS18B20_Write_Byteuchar dat uchar i; fori=0;

24、i1; /* 读温度 :流程：复位 -写命令 跳过读序列号,单个DS18B20 时用 -启动温度转换-等待转换完成 完成总线会跳回高电平 -复位 -写命令 跳过 ROM 编码命令 - 读取暂存寄存器字节命令-读低字节 -读高字节 -复位 -合并高低字节 -判定 正负*/ DS18B20_Read_Temperature uchar temp_low,temp_high; DS18B20_Reset; DS18B20_Write_Byte0 xcc; DS18B20_Write_Byte0 x44; while.DQ; /等待转换完成 DS18B20_Reset; DS18B20_Write_Byte0 xcc; DS18B20_Write_Byte0 xbe; temp_low=DS18B20_Read_Byte; temp_high=DS18B20_Read_Byte; DS18B20_Reset; tvalu