DS18B20數(shù)字溫度計設計

1．DS18B20基本知識

DS18B20數(shù)字溫度計是DALLAS公司生產(chǎn)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(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。

2、DS18B20產(chǎn)品的特點

（1）.只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。

（2）.在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號。

（3）.實際應用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。

（4）.測量溫度范圍在－55。C到＋125。C之間。

（5）.數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。

（6）.內部有溫度上、下限告警設置。

3、DS18B20的引腳介紹

TO－92封裝的DS18B20的引腳排列見圖1，其引腳功能描述見表1。

（底視圖）圖1

表1DS18B20詳細引腳功能描述

由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對AT89S51單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)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(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€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。

5．實驗任務

用一片DS18B20構成測溫系統(tǒng)，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(shù)碼管顯示出來。

6．電路原理圖

7．系統(tǒng)板上硬件連線

（1）．把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0－P0.7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的ABCDEFGH端子上。

（2）．把“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P2.0－P2.7用8芯排線連接到“動態(tài)數(shù)碼顯示”區(qū)域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。

（3）．把DS18B20芯片插入“四路單總線”區(qū)域中的任一個插座中，注意電源與地信號不要接反。

（4）．把“四路單總線”區(qū)域中的對應的DQ端子連接到“單片機系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.7/RD端子上。