《智能产品设计与应用》课件-智能产品开发-DS18B20温度传感器

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)