用DS18B20構成測溫系統
1、設計方案
用一片DS18B20構成測溫系統,測量的溫度精度達到0.1度,測量的溫度的范圍在-20度到+100度之間,用8位數碼管顯示出來。
2、工作原理
DS18B20基本知識
DS18B20數字溫度計是DALLAS公司生產的1-Wire,即單總線器件,具有線路簡單,體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統,具有線路簡單,在一根通信線,可以掛很多這樣的數字溫度計,十分方便。
1)、DS18B20產品的特點
(a)、只要求一個端口即可實現通信。
(b)、在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號。
(c)、實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。
(d)、測量溫度范圍在-55。C到+125。C之間。
(e)、數字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。
(f)、內部有溫度上、下限告警設置。
2)、DS18B20的引腳介紹
TO-92封裝的DS18B20的引腳排列見下圖,其引腳功能描述見表1。
表1DS18B20詳細引腳功能描述
序號 名稱 引腳功能描述
1 GND地信號
2DQ 數據輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下,也可以向器件提供電源。
3VDD可選擇的VDD引腳。當工作于寄生電源時,此引腳必須接地。
3)、DS18B20的使用方法
由于DS18B20采用的是1-Wire總線協議方式,即在一根數據線實現數據的雙向傳輸,而對AT89S51單片機來說,硬件上并不支持單總線協議,因此,我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。
由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數據,因此,對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協議定義了幾種信號的時序:初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備,單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始,如果要求單總線器件回送數據,在進行寫命令后,主機需啟動讀時序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。
DS18B20的復位時序
DS18B20的讀時序
對于DS18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。
對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后,在15秒之內就得釋放單總線,以讓DS18B20把數據傳輸到單總線上。DS18B20在完成一個讀時序過程,至少需要60us才能完成。
DS18B20的寫時序
對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。
對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同,當要寫0時序時,單總線要被拉低至少60us,保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平,當要寫1時序時,單總線被拉低之后,在15us之內就得釋放單總線。
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