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文档简介
智能产品设计与应用DS18B20温度传感器案例导入01/PART
ONEDS18B20温度传感器设计任务【8-1】温度传感器DS18B20工作原理【8-2】DS18B20温度数据采集上报【8-3】光照电压与温度数据采集上报【8-4】基于数据监测助手的光温采集上报DS18B20温度传感器任务8.1DS18B20温度数据采集上报将温度模块装到扩展口,信号线接到至P0_7。USART0选择UART模式,波特率9600,I/O引脚映射到备用位置1。将DS18B20底层驱动文件复制到工程文件下,并进行移植。在主函数中,每隔一段时间进行一次温度采集,通过串口发送字符串“温度数据:XX.X摄氏度\r\n"到上位机,LED1作为采样指示灯,启动温度转换前点亮LED1灯,上报完成关闭LED1灯。CC2530模块P1_0P0_7LED1AIN6DS18B20温度传感器1.DS18B20的基本概述工作电压:3.0V~5.5V。测量范围:-55摄氏度~+125摄氏度。通信方式:单总线,数据线接上拉电阻,使总线空闲时,处于高电平。转换精度:9~12位分辨率可调,默认为12位,即分辨率是0.0625。转换时间:典型值200ms。DS18B20温度传感器2.DS18B20的内部存储结构DS18B20的内部有64位的ROM单元和9字节的高速暂存器。64位ROM单元包含了DS18B20唯一的序列号。第0字节:温度数据的低8位。第1字节:温度数据的高8位。第2字节:TH用户字节,设置报警温度最高值。第3字节:TL用户字节,设置报警温度最低值。第4字节:配置寄存器,设置转换精度,默认12位。第5、6、7字节:保留,不用管。第8字节:CRC码。注:上电后,第2字节、第3字节和第4字节的状态值为EEPROM中的数据。DS18B20温度传感器DS18B20以16位带符号位扩展的二进制补码形式读出。低4位为小数部分,中间7位为整数部分。高5位为扩展符号位,即BIT15~BIT11为00000,读出的数据为正温度,若为11111,则为负温度。在应用开发中,首先要对读出的温度数据的符号位进行判断,再根据正负温度的不同,进行相应的处理。3.DS18B20的温度数据格式与处理DS18B20温度传感器3.DS18B20的温度数据格式与处理从输出数据与温度值的关系表中可知,DS18B20的分辨率为0.0625。读出数据为正温度时,将LSB和MSB整合成的16位整数,直接乘以0.0625即可。读出数据为负温度时,则需要将LSB和MSB整合成的16位整数,取反加1后,再乘以0.0625,因为温度数据是以补码形式表示的。例如:读出结果为00A2H,温度值=162×0.0625=10.125摄氏度。
读出结果为FF5EH,取反加1就是00A2H,温度值则为-10.125摄氏度。DS18B20温度传感器复位:让其处于初始状态;写时序:将命令写入温度传感器中;读时序:从温度传感器中读取数据。4.DS18B20的读取方式DS18B20温度传感器5.DS18B20的复位时序微处理器首先将总线拉低480us微秒以上,然后释放总线。总线释放后,上拉电阻会将其拉至高电平。DS18B20发现总线有0us后,拉低总线,表示应答。微处理器在DS18B20应答上升沿,等待15~60us期间,读取总线上的电平,如果是低电平则表示复位成功。DS18B20在产生60~240us的应答信号后,会释放总线。DS18B20温度传感器微处理器首先将总线拉低480us以上,然后释放总线。总线释放后,上拉电阻会将其拉至高电平。DS18B20发现总线有上升沿,等待15~60us后,拉低总线,表示应答。微处理器在DS18B20应答期间,读取总线上的电平,如果是低电平则表示复位成功。DS18B20在产生60~240us的应答信号后,会释放总线。5.DS18B20的复位时序DS18B20温度传感器5.DS18B20的复位时序//DS18B20的复位底层驱动代码参考--51版bitInit_DS18B20(void)
{
bitinitflag=
0;
DQ=
0;
Delay_OneWire(50);
//拉低总线480us以上
DQ=
1;
//释放总线
Delay_OneWire(5);
//等待15~60us
initflag=DQ;
//读取18B20的复位应答信号
Delay_OneWire(10);
//等待60~240us
returninitflag;
//应答信号为低电平,表示复位成功
}
DS18B20温度传感器6.DS18B20的写时序(低位先发)微处理器将总线拉低10~15us。在接下来的15~45us直接,根据逻辑1或逻辑0,控制总线的高低电平。释放总线。DS18B20温度传感器微处理器将总线拉低10~15us。在接下来的15~45us直接,根据逻辑1或逻辑0,控制总线的高低电平。释放总线。6.DS18B20的写时序(低位先发)//DS18B20的写操作底层驱动代码参考--51版
void
Write_DS18B20(unsigned
chardat)
{
unsigned
chari;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=
0;
//先拉低总线电平10~15us
DQ=dat&0x01;
//向总线写入一个位数据
Delay_OneWire(5);
//维持状态20~45us
DQ=
1;
//释放总线
dat>>=
1;
//准备发送下一个数据位
}
}
写一个字节DS18B20温度传感器7.DS18B20的读时序(低位先读)微处理器先将总线拉低10-15us,然后释放总线。微处理器读取总线上的电平。微处理器读取电平后,延时约45us。DS18B20温度传感器微处理器先将总线拉低10-15us,然后释放总线。微处理器读取总线上的电平。微处理器读取电平后,延时约45us。7.DS18B20的读时序(低位先读)
//DS18B20的读操作底层驱动代码参考--51版
unsigned
char
Read_DS18B20(void)
{
unsigned
chari;
unsigned
chardat;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ=
0;
//先将总线电平拉低10~15us
dat>>=
1;
DQ=
1;
//然后释放总线
if(DQ)
//读取总线上的电平状态
{dat|=
0x80;
}
Delay_OneWire(5);
//延时45us左右,再度下一个数据位
}
returndat;
}
DS18B20温度传感器8.DS18B20的几个重要指令CCH:跳过ROM指令。忽略64位ROM地址,直接向DS18B20发起各种执行指令。44H:温度转换指令。启动DS18B20进行温度转换。BEH:读取暂存器指令。DS18B20收到该指令后,会逐个输出高速暂存器中字节0到字节9的内容。如果要停止读取,必须进行复位操作。如果只需要读取温度数据,那么,在读完第0个字节和第1个字节数据后,不再理会DS18B20后面发出的数据即可。DS18B20温度传感器9.DS18B20温度采样应用开发要点微处理器访问DS18B20需要遵循以下的步骤:DS18B20复位
–>
执行ROM指令
–>
执行DS18B20功能指令DS18B20的复位操作,在某种意义上可以理解为一个访问DS18B20的开始。ROM操作,主要有访问、搜索、匹配等,在单点传感器的应用中,可以直接跳过ROM指令(CCH)。DS18B20温度传感器9.DS18B20温度采样应用开发要点微处理器读取单个DS18B20的温度数据,可参考以下步骤:DS18B20复位。写入字节0xCC,跳过ROM指令。写入字节0x44,开始温度转换。延时700~900ms。DS18B20复位。写入字节0xCC,跳过ROM指令。写入字节0xBE,读取高速暂存器。读取暂存器的第0字节,即温度数据的LSB。读取暂存器的第1字节,即温度数据的MSB。DS18B20复位,表示读取数据结束。将LSB和MSB整合成为一个16位数据。判断读取结果的符号,进行正负温度的数据处理。DS18B20温度传感器9.DS18B20温度采样应用开发要点//DS18B20温度采样与结果处理参考代码
void
Read_Temperature()
{
unsigned
charLSB,MSB;
Init_DS18B20();
//DS18B20复位
Write_DS18B20(0xCC);
//跳过ROM操作指令
Write_DS18B20(0x44);
//开始温度转换
Delay(1000);
//延时700ms左右,等待温度转换完成
Init_DS18B20();
//DS18B20复位
Write_DS18B20(0xCC);
//跳过ROM操作指令
Write_DS18B20(0xBE);
//开始读取高速暂存器LSB=
Read_DS18B20();
//读取温度数据的低8位
MSB=
Read_DS18B20();
//读取温度数据的高8位Init_DS18B20();
//DS18B20复位,停止暂存器数据读取T_dat=
0x0000;
T_dat=MSB;
T_dat<<=
8;
T_dat=T_dat|LSB;
//将LSB和MSB整合成为一个16位的整数
//首先通过温度数据的高5位判断采用结果是正温度还是负温度
if((T_dat&
0xf800)
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