温度传感器DS18B20

温度传感器DS18B20。实验系统中使用的温度传感器DS18B20是美国DALLAS公司推出的增强型单总线数字温度传感器。DS18B20的主要特点：全数字温度转换和输出。高级单总线数据通信。最高分辨率为12位，精度可达0.5摄氏度。12位分辨率的最大占空比为750毫秒。可以选择寄生操作模式。检测温度范围为-55C 125，内置EEPROM和温度极限报警功能。内置序列号的64位光刻只读存储器便于多机连接。各种包装形式适用于不同的硬件系统。温度传感器DS18B20、DS18B20的引脚排列如下：DQ为数字信号输入/输出端；GND是供电地；VDD是外部电源的输入(在寄生电源连接模式下接地)。DS18B20的内部结构主要由四部分组成：64位光刻机只读存储器、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。温度传感器DS18B20、DS18B20和DS18B20中的温度传感器可以测量温度。以12位转换为例：以二进制补码读取的形式提供，用16位符号扩展，以0.0625/LSB的形式表示，其中S为符号位。LSByte:MSByte:温度传感器DS18B20，12位转换后得到的12位数据，存储在18B20的两个8位内存中，二进制中的前5位为符号位，如果测得的温度大于0，则5位为0，只要将测得的值乘以0.0625，就可以得到实际温度；如果温度小于0，则5位为1，测量值需要乘以0.0625才能获得实际温度。例如，125时的数字输出为07D0H，25.0625时的数字输出为0191H，25.0625时的数字输出为FF6FH，55时的数字输出为FC90H。控制器复位DS18B20的操作流程：微控制器向DS18B20单总线发送500位的低电平信号。当18B20接收到该复位信号时，它将在15-60微秒后发回一个芯片存在脉冲。存在脉冲：复位电平结束后，控制器应拉起数据单总线，以便在15-60 us后接收存在脉冲。存在脉冲是60-240 us的低电平信号。控制器发送只读存储器指令：问候后，双方将进行最多的交流。有5条只读存储器指令，每个工作周期只能发送一条只读存储器指令。只读存储器指令分别是读取只读存储器数据、指定匹配芯片、跳转只读存储器、芯片搜索和报警芯片搜索。下面详细描述了只读存储器指令。控制器发送内存操作指令：只读存储器指令发送到18B20后，立即发送内存操作指令(无中断)。存储器操作指令的功能是指令18B20做什么样的工作，这是芯片控制的关键。执行或数据读写：存储器操作指令完成后，根据存储器操作指令执行指令或数据读写。如果执行温度转换指令，控制器(单片机)必须等待18B20执行其指令，一般转换时间为500微秒。如果执行数据读写指令，必须严格遵循18B20的读写时序才能运行。DS18B20的控制器操作流程，读取当前温度数据需要执行两个工作周期，第一个周期是复位，跳过只读存储器指令，执行温度转换存储器操作指令，等待500uS温度转换时间。接下来的第二个周期包括复位、跳过只读存储器指令、执行存储器操作指令以读取随机存取存储器和读取数据(最多9个字节，可在中间停止，而对于简单的温度值仅读取前2个字节)。DS28B20芯片只读存储器指令表，读只读存储器(读只读存储器)33H(方括号中的十六进制命令字)匹配只读存储器(指定匹配芯片)55H跳过只读存储器(跳转只读存储器指令)CCH搜索只读存储器(搜索芯片)F0H报警芯片搜索ECH，DS28B20芯片内存操作指令表，写便笺(将数据写入内存)4EH读便笺(从内存中读取数据)BEH复制便笺(将内存数据复制到EEPROM)48H转换(温度转换)44H重调用时间如图所示。当写入数据时，间隙的前15U总线需要被控制器拉低，然后芯片对总线数据的采样时间将是15-60U。在采样期间，如果控制器将总线拉高，则意味着写入“1”，如果控制器将总线拉低，则意味着写入“0”。每一位应有至少15U的低电平起始位，以下数据“0”或“1”应在45U内完成。整个比特的传输时间应保持在60 120微秒，否则无法保证正常通信。DS18B20读取时间间隔，读取时间间隔控制采样时间应该更准确，读取时间间隔也必须首先由主机产生至少1uS的低电平，表示读取时间的开始。总线释放后，DS18B20将发送15U的内部数据位。此时，如果发现总线为高电平，控制将指示读出“1”，如果总线为低电平，则指示读出数据“0”。控制器在读取每个位之前添加一个开始信号。注意：如图所示，数据位必须从读取间隙开始在15微秒内读取，以确保正确通信。实验电路、实验要求和任务。本实验要求样本程序读取DS18B20温度转换数据，并以十进制形式显示在数码管上。提示：这里用两位数的数码管显示温度。显示范围为00至99度，显示精度为1度。由于转换12位时，每个位的精度为0.0625度，因此我们不需要显示十进制数，因此我们可以丢弃低4位，将高4位的低4位和低4位的高4位合并，以获得一个新的字节，即实际测量的温度。这种转换温度方法非常简单，不需要乘以0.0625系数。实验流程图，DS18B20参考子程序1，INIT _ 18203:这是DS18B20复位初始化子程序SETBP 1.0 OPCLR 1.0 OVR 1，# 3；主机发出延迟复位低脉冲TSR 1:movr0，# 163 djnzr0，$ djnzr1，tsr1 setbp 1.0。然后上拉数据线nopnopnoppmovr0、# 25htsr2:jnbp1.0、tsr3。等待DS18B20响应DJNZR0、TSR2LJMPTSR4延迟TSR3:SETBFLAG1。设置该标志以指示在DS1820中存在LJMPTSR 5ST R 4: CLRFLAG 1；清除标志位，表示ljmptsr7tsr5:movr0，# 117tsr63360djnzr0，tsr6不存在于DS1820中。时序要求延迟为TSR 7: ETBP 1.0 RET，DS18B20参考子程序2，WRITE _ 1820:编写DS18B20子程序(具有特定的时序要求)MOVR2，# 8；总共8位数据clrcwr1:clrp 1.0movr3，# 6djnzr3，$ rrcamovp1.0，cmovr3，# 23djnzr3，$ setbp 1.0nopdjnzr2，wr1setbp 1.0ret，ds18b20参考子程序3，read _ 182003360。读取DS18B20程序，并从DS18B20读取两个字节的温度数据MOVR4、#2。在高低温下从DS18B20读取MOVR1、# 28H低位存储器28h (temp _ l)，高位存储器29h (temp _ h) re003360movr2，# 8；数据总数为8位re0 1: clrcs