项目七 ds18b20温度检测与控制.doc

项目七 DS18B20温度检测与控制 一、实训目的 掌握一线数据传输协议,熟悉有关DS18B20内部组成及相关资源，掌握一线温度传感器DS18B20与单片机的接口程序的编写方法，能够利用DS18B20实现温度计的功能。二、实训内容（一）DS18B20相关知识DS18B20是DALLAS公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读取。可分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的温度数字量转换，从DS18B20读出信息或写入信息仅需要一根数据线。读写温度、变换功率可来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性高。1. DS18B20性能特点 （1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接仅需要一条线即可实现双向通讯。（2）在使用中不需要任何外围元件；（3）可用数据线供电，电压范围：+3.0+5.5 V；（4）测温范围-55 +125，固有分辨率0.5 ；（5）通过编程可实现912位的数字读数方式；（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值；（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温；（8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热烧毁，但不能正常工作。64位ROM和串线接口存储器和控制逻辑温度传感器高温触发器TH高温触发器TL配置寄存器高速缓存8位CRC发生器电源检测DQVDD内部VDDDS18B20其内部结构框图如图8.2所示，由64位光刻ROM及串行接口，温度传感器、高低温触发器、配置寄存器、8位CRC发生器、电源检测及寄生电容等各部分组成。64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它由8位产品系列号，48位产品序号和8位CRC编码组成，DS18B20的产品系列号均为28H，每个器件的48位产品序号各不相同，利用产品序号可以识别一线上的挂载的不同DS18B20器件。图2 2.DSl820工作过程及时序 DSl820工作过程中的协议如下 初始化 单总线上的所有处理均从初始化开始 ROM操作命令总线主机检测到DSl820的存在便可以发出ROM操作命令，ROM操作命令如表8-1所示 。表1 DS18B20的ROM操作命令指令代码Read ROM(读ROM)33HMatch ROM(匹配ROM)55HSkip ROM(跳过ROMCCHSearch ROM(搜索ROM)F0HAlarm search(告警搜索)ECH存储器操作命令 在执行ROM操作命令后执行存储器操作命令，存储器操作命令如表8-2所示。表2 DS18B20的存储器操作命令指令代码Write Scratchpad(写暂存存储器)4EHRead Scratchpad(读暂存存储器)BEHCopy Scratchpad(复制暂存存储器)48HConvert Temperature(温度变换)44HRecall EPROM(重新调出)B8HRead Power supply(读电源)B4H DS18B20高速暂存器共9个存储单元，其中序号为0和1的两个存储单元以补码的形式存放温度数字量。在12位转化情况下温度高低字节存放形式及如表8-3所示。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才能得到实际温度。 表3 DS18B20温度的高低字节存放高8位S S S S S 26 25 24 低8位23 22 21 20 2-12-22-32-4 表4 DS18B20配置寄存器0R1R011111 DS18B20的转换精度为9位到12位可设定，必须通过暂存器序号为4的配置寄存器进行设置，配置寄存器的各位如表8-4所示。当R1R0=11时为最高转换精度的12位分辨率，这时完成一次温度数字转换需要750ms的时间。（二）DS18B20温度计（基本） 利用DS18B20通过两个数码管显示温度的温度计功能。（三）增加温度控制 设计一个卧室温度自动控制系统，当温度大于30摄氏度时，打开制冷空调，当温度小于10摄氏度时，打开暖风机，1030摄氏度之间，均关闭。(可用2个LED灯分别代表制冷空调和暖风机)。（四）功能发挥增加DS18B20温度的小数部分的显示，如23.4摄氏度。三、问题思考1. DS18B20的优点2. DS18B20的引脚分布3. DS18B20温度数据的处理四、考核环节 1. DS18B2