基于mcs-51單片機的ds18b20數(shù)字溫度計設計(編輯修改稿)
2025-07-08 22:34 本頁面
【文章內容簡介】 四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 單片機 AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很適合便 攜手持式產(chǎn)品的設計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 溫度采集部分的設計 DS18B20 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 TO－ 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見下圖，其引腳功能描述見表 1。 （底視圖） DS18B20 表 1 DS18B20 詳細引腳功能描述 6 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)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。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。 DS18B20 的性能特點如下： （ 1）獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； （ 2）多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； （ 3）無須外部器 件； （ 4）可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ~； （ 5）零待機功耗； （ 6）溫度以９或１２位數(shù)字； （ 7）用戶可定義報警設置； （ 8）報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； （ 9）負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20 采用３腳 PR－ 35 封裝或８腳 SOIC 封裝，其內部結構框圖如圖 2 所示。 圖 2 DS18B20 內部結構 64 位 ROM 的結構開始８位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有 48 位，最后８位是前面 56 位的 CRC 檢驗碼，這也是多個 DS18B20 可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警上下限。 DS18B20 溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存ＲＡＭ和一個非易失性的可電擦除的 EERAM。高速暫存 RAM 的結構為８字節(jié)的存儲器，結構如圖 3 所示。頭２個字節(jié)包含測得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第５個字節(jié)，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。 DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位的定義如圖 3 所示。低５位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設置 DS18B20在工作模式還是在測試模式， DS18B20出廠時該位被設 置為０，I/O C 64 位 ROM 和 單 線 接 口 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 7 用戶要去改動， R1 和Ｒ 0 決定溫度轉換的精度位數(shù)，來設置分辨率。 TM R1 1R0 1 1 1 1 .... 圖 3 DS18B20 字節(jié)定義 由表 1 可見， DS18B20 溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù) 據(jù)轉換時間越長。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。第９字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢 驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以 16 位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第１、２字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB 形式表示。 當符號位Ｓ＝０時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位Ｓ＝１時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。表 2 是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。 表 1 DS18B20 溫度轉換時間 表 R0R1000101119101112分辨率/位 溫度最大轉向時間/ms93 .7518 37 575 0.... DS18B20 完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TＬ字節(jié)內容作比較。若Ｔ＞ TH 或 T＜ TL，則將該器件內的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。 在 64 位 ROM 的最高
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