DS18B20芯片介绍p.doc

芯片介绍DS18B20及示范程序数字温度传感器DS18B20芯片介绍单总线命令序列典型的单总线命令序列如下第一步：初始化；第二步：ROM 命令跟随需要交换的数据；第三步：功能命令跟随需要交换的数据；（每次访问单总线器件，必须严格遵守这个命令序列。）如果出现序列混乱，则单总线器件不会响应主机。但是这个准则对于搜索ROM 命令和报警搜索命令例外。在执行两者中任何一条命令之后，主机不能执行其后的功能命令，必须返回至第一步。1 初始化基于单总线上的所有传输过程，都是以初始化开始的。初始化过程由主机发出的复位脉冲和从机响应的应答脉冲组成。应答脉冲使主机知道总线上有从机设备，且准备就绪，复位和应答脉冲的时间详见单总线信号部分。2 ROM命令在主机检测到应答脉冲后，就可以发出ROM 命令。每种命令长度为8 ，主机在发出功能命令之前必须送出合适的ROM 命令。ROM 命令的操作流程如图3 所示。ROM命令字如下：READROM命令代码33H：如果只有一片DS1820，可用此命令读出其序列号，若在线DS1820多于一个，将发生冲突。MATCHROM命令代码55H：多个DS1820在线时，可用此命令匹配一个给定序列号的DS1820，此后的命令就针对该DS1820。SKIPROM命令代码CCH：此命令执行后的存储器操作将针对在线的所有DS1820。 SEARCHRDH命令代码F0H：用以读出在线的DS1820的序列号。ALARMSEARCH命令代码ECH：当温度值高于TH或低于TL中的数值时，此命令可以读出报警的DS1820。3 功能命令（以DS18B20为例） WRITESCRATCHPAD命令代码4EH：写两个字节的数据到温度寄存器。 READSCRATCHPAD命令代码BEH：读取温度寄存器的温度值。COPYSCRATCHPAD命令代码48H：将温度寄存器的数值拷贝到EEROM中，保证温度值不丢失。RECALL EE命令代码B8H：将EEROM中的数值拷贝到温度寄存器中。READPOWERSUPPLY命令代码B4H：在本命令送到DS1280之后的每一个读数据间隙，指出电源模式：“0”为寄生电源；“1”为外部电源。CONVERT命令代码44H：启动在线DS1280做温度A/D转换图4.DS18B20引脚图1DS1820的特性单线接口：仅需一根口线与MCU 连接无需外围元件由总线提供电源测温范围为-5575，精度为0.5九位温度读数A/D 变换时间为200ms用户自设定温度报警上下限，其值是非易失性的图5.DS18B20内部结构 报警搜索命令可识别哪片DS1820 超温度限2DS1820 引脚及功能（见图4） GND：地； DQ：数据输入输出脚（单线接口，可作寄生供电）； VDD：电源电压。4DS18B20内部结构DS1820的内部结构如图5所示。由图5可知，DS1820由三个主要数字器件组成： 64bit闪速ROM；温度传感器；非易失性温度报警触发器TH和TL。64bit闪速ROM的结构如下5. 温度寄存器格式7. DS18B20内部存储器结构8.DS18B20时序及信号方式 所有的单总线器件要求采用严格的通信协议，以保证数据的完整性。该协议定义了几种信号类型：复位脉冲、应答脉冲、写0、写1、读0和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都由主机发出同步信号。并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前，这一点与多数串行通信格式不同（多数为字节的高位在前）。8.1初始化序列：复位和应答脉冲图8.DS18B20复位与应答脉冲单总线上的所有通信都是以初始化序列开始，包括：主机发出的复位脉冲及从机的应答脉冲，如图8所示。当从机发出响应主机的应答脉冲时，即向主机表明它处于总线上，且工作准备就绪。在主机初始化过程，主机通过拉低单总线至少480s，以产生（Tx）复位脉冲。接着，主机释放总线，并进入接收模式（Rx）。当总线被释放后，5k上拉电阻将单总线拉高。在单总线器件检测到上升沿后，延时15-60s，接着通过拉低总线60-240s，以产生应答脉冲。82 读/写时隙在写时隙期间，主机向单总线器件写入数据；而在读时隙期间，主机读入来自从机的数据。在每一个时隙，总线只能传输一位数据。821 写时隙存在两种写时隙：“写1”和“写0”。主机采用写1时隙向从机写入1，而采用写0时隙向从机写入0。所有写时隙至少需要60s，且在两次独立的写时隙之间至少需要1s的恢复时间。两种写时隙均起始于主机拉低总线（图5所示）。产生写1时隙的方式：主机在拉低总线后，接着必须在15s之内释放总线，由5k上拉电阻将总线拉至高电平；而产生写0时隙的方式：在主机拉低总线后，只需在整个时隙期间保持低电平即可（至少60s）。在写时隙起始后15-60s期间，单总线器件采样总线电平状态。如果在此期间采样为高电平，则逻辑1被写入该器件；如果为0，则写入逻辑0。822 读时隙单总线器件仅在主机发出读时隙时，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时隙，以便从机能够传输数据。所有读时隙至少需要60s，且在两次独立的读时隙之间至少需要1s的恢复时间。每个读时隙都由主机发起，至少拉低总线1s（图5所示）。在主机发起读时隙之后，单总线器件才开始在总线上发送0或1。若从机发送1，则保持总线为高电平；若发送0，则拉低总线。当发送0时，从机在该时隙结束后释放总线，由上拉电阻将总线拉回至空闲高电平状态。从机发出的数据在起始时隙之后，保持有效时间15s，因而，主机在读时隙期间必须释放总线，并且在时隙起始后的15s之内采样总线状态。图9.DS18B20读/写时隙示范程序第 7 页 共 7 页temp equ 50hORG 000HSTART:MOV SP,#70HMOV 25H,#00HMOV 26H,#00HMOV 27H,#00HMOV 28H,#00HlCALL DIRlCALL DELAYMAIN:lCALL reset_pulselCALL PRESENCElCALL READ_TEMPmov a,51hanl a,#07hswap amov 51h,amov a,temp;Temperature LSBanl a,#0f0hswap aorl a,51hmov b,#100div abda amov 25h,amov a,bmov b,#10div abda amov 26h,amov a,bda amov 27h,amov a,tempanl a,#0fhmov b,#2div abda amov 28h,alCALL DIRmov a,26hcjne a,#5,compareacall alam_bellsjmp continucompare:jc continulcall alam_bellcontinu:lcall delayAJMP MAINwrite_alam:mov a,#0cchlcall write_bytemov a,#4ehlcall write_bytemov a,#32h;上限报警50度lcall write_bytemov a,#0a0hlcall write_bytemov a,#0efhjnb p1.1,$retread_temp: ;Read temperature DS1820 mov a,#0cch ;Skip ROM command acall write_byte mov a,#044h ;Initiates temperature conversion acall write_byte jnb p1.1,$ ;Read temperature busy status acall delay acall reset_pulse ;Tx reset pulse acall presence ;Rx presence pulse mov a,#0cch ;Skip ROM command acall write_byte mov A,#0beh ;Read scratchpad command acall write_byte acall read_byte ;Read EEprom byte 0 (Temperature LSB) mov temp,a acall read_bytemov 51h,a acall reset_pulse ;Tx reset pulse acall presence ;Rx presence pulse ret read_byte:;-Read scratchpad 1 byte- mov r3,#8 ;-count 8 bit -read1: clr p1.1 nop nop setb p1.1 nop nop nop nop mov c,p1.1 mov r2,#30 ;delay 60 uS djnz r2,$ rrc a djnz r3,read1 ret write_byte: ;write scratchpad 1 byte mov r3,#8;counter 8 bit write: rrc a jc write1 clr p1.1 ;p1.2 mov r2,#15 ;delay 60 uS djnz r2,$ setb p1.1 nop nop nop nop djnz r3,write ret write1: clr p1.1 nop nop nop nop setb p1.1 mov r2,#15 ;delay 60 uS djnz r2,$ djnz r3,write ret reset_pulse: ;Tx reset pulse clr p1.1 mov r2,#250 ;delay 500 uS djnz r2,$ setb p1.1 mov r2,#10 ;delay 20 uS djnz r2,$ ret presence: jb p1.1,$ ;Rx presence pulse jnb p1.1,$ ret alam_bell:setb p1.6mov 1eh,#10main2:mov r6,#200pp:mov r7,#50cc:djnz r7,cccpl p1.6djnz r6, ppmov r6,#200pp1:mov r7,#60cc1:djnz r7,cc1cpl p1.6djnz r6,pp1djnz 1eh,main2retdir:mov dptr,#tabmov a,25hmovc a,a+dptrmov 29h,amov dptr,#tabmov a,26hmovc a,a+dptrmov 2ah,amov dptr,#tabmov a,27hmovc a,a+dptrorl a,#01Hmov 2bh,amov dptr,#tabmov a,28hmovc a,a+dptrmov 2ch,aacall dir1ret;dir1:clr p1.5clr p1.4mov r6,#04hmov r0,#2Chdir1x:acall shiftDEC r0djnz r6,dir1xsetb p1.5nopNOP clr p1.5retshift:mov a,r0mov r7,#08hSHIFTx: RRC AMOV