基于51单片机的单总线
标题：基于51单片机的单总线
&基于51单片机的单总线
单总线(1-Wire)是美国达拉斯半导体公司的一项专利技术。与目前广泛应用的其他串行数据通信方式不同，它采用单根信号线完成数据的双向传输，并同时通过该信号线为单总线器件提供电源，具有节省I/O引脚资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。关于单总线技术及芯片的介绍，请参考有关资料。
51单片机一般并没有在硬件中集成这种新的接口，所以要用软件来进行模拟。
1& 硬件设计
DS18B20是达拉斯公司生产的一线式数字温度传感器（9/12位），具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点，特别适合于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，因而可省去传统的信号放大、A/D转换等外围电路。测量温度范围为-55～+125℃，分辨率最大可达0.0625℃，在-1O～+85℃范围内，精度为&O.5℃。适合于恶劣环境的现场温度测量，工作电压范围为3～5.5V，使系统设计更灵活、方便，DS18B20开辟了温度传感器技术的新概念。
本例就是由AT89C51、DS18B20、1602LCD等组成数字温度装置，其电路如下图所示。
在桌面上双击图标，打开ISIS 7 Professional窗口（本人使用的是v7.4 SP3中文版）。单击菜单命令&文件&&&新建设计&，选择DEFAULT模板，保存文件名为&1-W.DSN&。在器件选择按钮中单击&P&按钮，或执行菜单命令&库&&&拾取元件／符号&，添加如下表所示的元件。
若用Proteus软件进行仿真，则上图中的晶体、U1的复位电路和U1的31脚可以不画，它们大都是默认的。
在ISIS原理图编辑窗口中放置元件，再单击工具箱中元件终端图标，在对象选择器中单击POWER或GROUND放置电源或地。放置好元件后，布好线。左键双击各元件，设置相应元件参数，完成电路图的设计。
2& 软件设计
由AT89C51、DS18B20、1602LCD等组成数字温度装置的流程如下图所示。
本例主要目的是如何用软件模拟单总线对DS18B20进行读、写操作，其详细的C51程序如下所示。
#include&reg51.h&&&& &&&&&&&&&& //包含单片机寄存器的头文件
#include&intrins.h&& &&&&&&&&&& //包含_nop_()函数定义的头文件
unsigned char code digit[]={& &};&&&& //定义字符数组显示数字
unsigned char code Str[]={&Test by DS18B20&};&&& //说明显示的是温度
unsigned char code Error[]={&Error!Check!&};& //说明没有检测到DS18B20
unsigned char code Temp[]={&Temp:&};&&&&&&&&&&&& //说明显示的是温度
unsigned char code Cent[]={&Cent&};&&&&&&&&&&& &&//温度单位
/*******************************
以下是对液晶模块的操作程序
********************************/
sbit RS=&P2&^0;&&&&&&&&&& //寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚
sbit RW=&P2&^1;&&&&&&&&&& //读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚
sbit E=&P2&^2;&&&&&&&&&&& //使能信号位，将E位定义为P2.2引脚
sbit BF=&P0&^7;&&&&&&&&&& //忙碌标志位，，将BF位定义为P0.7引脚
/*************************************************
函数功能：延时1ms
(3j+2)*i=(3&33+2)&10=1010(微秒)，可以认为是1毫秒
***************************************************/
void delay1ms()
&&& unsigned char i,j;&&
&&& for(i=0;i&10;i++)
&&& for(j=0;j&33;j++)
&&& && ;&&&&&&
/***********************
函数功能：延时若干毫秒
入口参数：n
*************************/
&void delaynms(unsigned char n)
&&& for(i=0;i&n;i++)
&&& delay1ms();
/*********************************************
函数功能：判断液晶模块的忙碌状态
返回值：result。result=1，忙碌;result=0，不忙
***********************************************/
bit BusyTest(void)
&&& RS=0;&&&&&& //根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态
&&& E=1;&&&&&&& //E=1，才允许读写
&&& _nop_();&& //空操作
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();&& && //空操作四个机器周期，给硬件反应时间&&
&&& result=BF;& & //将忙碌标志电平赋给result
&&& E=0;&&&&&&&& //将E恢复低电平
/***********************************************
函数功能：将模式设置指令或显示地址写入液晶模块
入口参数：dictate&&&&&&&&&&&&&&&&& &
*************************************************/
void WriteInstruction (unsigned char dictate)
&&& while(BusyTest()==1);&& //如果忙就等待
&&& RS=0;&&&&&&&&& //根据规定，RS和R/W同时为低电平时，可以写入指令
&&& RW=0;&&
&&& E=0;&&&&&&&&&
&&&&& //写指令时，E为高脉冲，就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置&0&
&&& _nop_();
&&& _nop_();&&&&&&&&&&&&&& //空操作两个机器周期，给硬件反应时间
&&& P0=&&&&&&&&&&& //将数据送入P0口，即写入指令或地址
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();&&&&&&&&&&&&&& //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
&&& E=1;&&&&&&&&&&&&&&&&&& //E置高电平
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();&&&&&&&&&&&&&& //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
&&& E=0;&&&&&& //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令
/*********************************
函数功能：指定字符显示的实际地址
入口参数：x
************************************/
void WriteAddress(unsigned char x)
&&& WriteInstruction(x|0x80); //显示位置的确定方法规定为&80H+地址码x&
/************************************************
函数功能：将数据(字符的标准ASCII码)写入液晶模块
入口参数：y(为字符常量)
*************************************************/
void WriteData(unsigned char y)
&&& while(BusyTest()==1);&
&&& RS=1;&&&&&&&&&& //RS为高电平，RW为低电平时，可以写入数据
&&& E=0;&&&&&&&&&&&
&& &&//写指令时，E为高脉冲，就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置&0&
&&& P0=y;&&&&&&&&&& //将数据送入P0口，即将数据写入液晶模块
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();&&&&&& //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
&&& E=1;&&&&&&&&&& //E置高电平
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();
&&& _nop_();&&&&&&& //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
&&& E=0;&&&&&&&&&&& //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令
/****************************************
函数功能：对LCD的显示模式进行初始化设置
*****************************************/
void LcdInitiate(void)
&&& delaynms(15);&&&&&&&&&& //首次写指令时应给LCD一段较长的反应时间
WriteInstruction(0x38);&&&
&//显示模式设置：16&2显示，5&7点阵，8位数据接口
&&& delaynms(5);&&&&&&&&&&&&&&& //给硬件一点反应时间
&&& WriteInstruction(0x38);
&&& delaynms(5);&&&&&&&&&&&&&& //给硬件一点反应时间
&&& WriteInstruction(0x38);&&&& //连续三次，确保初始化成功
&&& delaynms(5);&&&&&&&&&&&&&& //给硬件一点反应时间
&&& WriteInstruction(0x0c);&&&
&//显示模式设置：显示开，无光标，光标不闪烁
&&& delaynms(5);&&&&&&&&&&&&&& //给硬件一点反应时间
&&& WriteInstruction(0x06);&&&& //显示模式设置：光标右移，字符不移
&&& delaynms(5);&&&&&&&&&&&&&&& //给硬件一点反应时间
&&& WriteInstruction(0x01);&&&& //清屏幕指令，将以前的显示内容清除
&&& delaynms(5);&&&&&&&&&&&& && //给硬件一点反应时间
/************************
以下是DS18B20的操作程序
&************************/
sbit DQ=&P1&^3;
&& //设置全局变量，专门用于严格延时
/*****************************************************
函数功能：将DS18B20传感器初始化，读取应答信号
出口参数：flag
***************************************************/
bit Init_DS18B20(void)&&
&&&&&&&&&&&
//储存DS18B20是否存在的标志，flag=0，表示存在；flag=1，表示不存在
&&& DQ = 1;&&&&&&&&&& //先将数据线拉高
&&& for(time=0;time&2;time++) //略微延时约6微秒
&&& DQ = 0;&&&&&&&&&& //再将数据线从高拉低，要求保持480~960us
&&& for(time=0;time&200;time++)& //略微延时约600微秒
&&& && &;&&&&&&&& //以向DS18B20发出一持续480~960us的低电平复位脉冲
&&& DQ = 1;&&&&&&&&&& //释放数据线（将数据线拉高）
& & for(time=0;time&10;time++)
&&& && ;//延时约30us（释放总线后需等待15~60us让DS18B20输出存在脉冲）
&&& flag=DQ;&&&&&&&&& //让单片机检测是否输出了存在脉冲（DQ=0表示存在）&&&&&
&&& for(time=0;time&200;time++)
&&& && &&; &&&&&&&&& &//延时足够长时间，等待存在脉冲输出完毕
&&& return (flag);&&& //返回检测成功标志
/**************************************
函数功能：从DS18B20读取一个字节数据
出口参数：dat
***************************************/
unsigned char ReadOneChar(void)
&&& unsigned char i=&0&;&&
&&&& //储存读出的一个字节数据
&&& for (i=0;i&8;i++)
&&& && DQ =1;&&&&&& // 先将数据线拉高
&&& && _nop_();&& &&& //等待一个机器周期&&
&&& & & DQ = 0;&&&&&
//单片机从DS18B20读数据时,将数据线从高拉低即启动读时序
&&&&&& dat&&=1;
&&&&&& _nop_();&&&& //等待一个机器周期&&& &&
&&&&&& DQ = 1; //将数据线拉高,为单片机检测DS18B20的输出电平作准备
&&&&&& for(time=0;time&6;time++)
&&&&&&&&&& ;&&&&& &&&&&& //延时约6us，使主机在15us内采样
&&&&&& if(DQ==1)
&&&&&& &&& dat|=0x80;& & //如果读到的数据是1，则将1存入dat
&&&&&& else
&&&&&&&&&& dat|=0x00;&&& //如果读到的数据是0，则将0存入dat&&&
&&&&&& for(time=0;time&5;time++)
&&&&&& && ;&&&&&& //延时3us,两个读时序之间必须有大于1us的恢复期&
&&& }&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&& return(dat);&&& &&&& //返回读出的十进制数据
/*************************************
函数功能：向DS18B20写入一个字节数据
入口参数：dat
***************************************/&
WriteOneChar(unsigned char dat)
&&& unsigned char i=&0&;
&&& for (i=0; i&8; i++)
&&&&&& DQ =1;&&&&&&&& // 先将数据线拉高
&&&&&& _nop_();&& &&&& //等待一个机器周期&
&&&&&& DQ=0;&&&&&&&&& //将数据线从高拉低时即启动写时序&&&&&&
&&&&&& DQ=dat&0x01;&& //利用与运算取出要写的某位二进制数据,
&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&//并将其送到数据线上等待DS18B20采样
&&&&&& for(time=0;time&10;time++)&
&&&&&& &;//延时约30us，DS18B20在拉低后的约15~60us期间从数据线上采样
&&&&&& DQ=1;&&&&&&&&& //释放数据线&&&& &&&
&&&&&& for(time=0;time&1;time++)
&&&&&& & ;&&&&&&& //延时3us,两个写时序间至少需要1us的恢复期
&&&&&& dat&&=1;&&&&&& //将dat中的各二进制位数据右移1位
&&& for(time=0;time&4;time++)
&&& &&& ; &&&&&&&&&&& //稍作延时,给硬件一点反应时间
/***************************
以下是与温度有关的显示设置
&***************************/
/********************************
函数功能：显示没有检测到DS18B20
*********************************/&&
void display_error(void)
&&& WriteAddress(0x00);&&& //写显示地址，将在第1行第1列开始显示
&&& i = 0;&&&&&&&&&&&&&&& && //从第一个字符开始显示
&&& while(Error[i] != '\0')& //只要没有写到结束标志，就继续写
&&& {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&& WriteData(Error[i]);&& //将字符常量写入LCD
&&&&&& i++;&&&&&&&&&&&&&&&& &//指向下一个字符
&&&&&& delaynms(100);&&&&&&& //延时较长时间，以看清关于显示的说明
&&& while(1)&&&&&&&&&&&&& && //进入死循环，等待查明原因
&&&&&& & ;
/************************
函数功能：显示说明信息
*************************/&&
void display_explain(void)
&&& WriteAddress(0x00);&&& //写显示地址，将在第1行第1列开始显示
&&& i = 0;&&&&&&&&&&&&&&& && //从第一个字符开始显示
&&& while(Str[i] != '\0')& & //只要没有写到结束标志，就继续写
&&& {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&& WriteData(Str[i]);&& //将字符常量写入LCD
&&&&&& i++;&&&&&&&&&&&&&&&& //指向下一个字符
&&&&&& delaynms(100);&&&&&&& //延时较长时间，以看清关于显示的说明
/************************
函数功能：显示温度符号
*************************/&&
void display_symbol(void)
&&& WriteAddress(0x40);&&& //写显示地址，将在第2行第1列开始显示
&&& i = 0;&&&&&&&&&&&&&&& &&&&& //从第一个字符开始显示
&&& while(Temp[i] != '\0')& &&& //只要没有写到结束标志，就继续写
&&& {&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&& WriteData(Temp[i]);&& && //将字符常量写入LCD
&&&&&& i++;&&&&&&&&&&&&&&&& &&& //指向下一个字符
&&&&&& delaynms(50);&&&&&&& &&& //给硬件一点反应时间
/***************************
函数功能：显示温度的小数点
****************************/&&
void display_dot(void)
&&& WriteAddress(0x49);& & & //写显示地址，将在第2行第10列开始显示
&&& WriteData('.');&&&&& &&& //将小数点的字符常量写入LCD
&&& delaynms(50);&&&&&&&& && //给硬件一点反应时间&&&&
/*******************************
函数功能：显示温度的单位(Cent)
********************************/&&
void display_cent(void)
&&& WriteAddress(0x4c);&&&&&&& //写显示地址，将在第2行第13列开始显示
&&& i = 0;&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //从第一个字符开始显示
&&& while(Cent[i] != '\0')&&& //只要没有写到结束标志，就继续写
&&& {&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&& WriteData(Cent[i]);&&& //将字符常量写入LCD
&&&&&& i++;&&&&&&&&&&&&&&&& &&//指向下一个字符
&&&&&& delaynms(50);&&&&&&& &&//给硬件一点反应时间
/*****************************
函数功能：显示温度的整数部分
入口参数：x
******************************/
void display_temp1(unsigned char x)
&&& unsigned char j,k,l;&&&& //j,k,l分别储存温度的百位、十位和个位
&&& j=x/100;&&&&&&&&&&&&& && //取百位
&&& k=(x%100)/10;&&& &&& &&& //取十位
&&& l=x%10;&&&&&&&&&&&& &&&& //取个位
&&& if(!j)
&&& {&&&&&&&&&&&& &&& &&&&&& //百位为零
&&&&&& j=10;
&&&&&& if(!k)&&&& &&& &&&&&& //同时十位也为零
&&&&&&&&&& k=10;
&&& WriteAddress(0x46);&&& &&&& //写显示地址,将在第2行第7列开始显示
&&& if(F0)
&&&&&& WriteData(0x2d);& &&&&&& //负号
&&& else&&
&&&&&& WriteData(digit[j]);&&& //将百位数字的字符常量写入LCD
&&& WriteData(digit[k]);&&& &&& //将十位数字的字符常量写入LCD
&&& WriteData(digit[l]);&&& &&& //将个位数字的字符常量写入LCD
&&& delaynms(50);&&&&&&&& &&&&& //给硬件一点反应时间&&&&
/*******************************
函数功能：显示温度的小数数部分
入口参数：x
*********************************/
void display_temp2(unsigned char x)
&&& WriteAddress(0x4a);&&&&& //写显示地址,将在第2行第11列开始显示
&&& WriteData(digit[x]);&&&& //将小数部分的第一位数字字符常量写入LCD
&&& delaynms(50);&&&&&&&&& & //给硬件一点反应时间
/**************************
函数功能：做好读温度的准备
***************************/
void ReadyReadTemp(void)
&&& Init_DS18B20();&&&& &&&& //将DS18B20初始化
&&& WriteOneChar(0xCC); &&&& // 跳过读序号列号的操作
&&& WriteOneChar(0x44); &&&& // 启动温度转换&& &
&&& for(time=0;time&100;time++)
&&& &&&&& ;&&& &&&&&&&&& &&& //温度转换需要一点时间
&&& Init_DS18B20(); &&&&&&&& //将DS18B20初始化
&&& WriteOneChar(0xCC); &&&& //跳过读序号列号的操作
&&& WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器,前两个分别是温度的低位和高位
/******************
函数功能：主函数
*******************/
void main(void)
&&& unsigned char TL;&&&& //储存暂存器的温度低位
&&& unsigned char TH;&&& //储存暂存器的温度高位
&&& unsigned char TN;&&&&& //储存温度的整数部分
&&& unsigned char TD;&&&&&& //储存温度的小数部分
&&& LcdInitiate();&&&&&&&& & //将液晶初始化
&&& delaynms(5);&&&&&&& &&&& //给硬件一点反应时间
&&& if(Init_DS18B20()==1)
&&& &&& display_error();
&&& display_explain();
&& display_symbol();&&& &&& //显示温度说明
&&& display_dot();&&&&&& && //显示温度的小数点
&&& display_cent();&&&&& && //显示温度的单位
&&& while(1)&&&&&&&&&&&&&&& //不断检测并显示温度
&&&&&& ReadyReadTemp();&&&& //读温度准备
&&& &&& TL=ReadOneChar();&&& //先读的是温度值低位
&&&&&& TH=ReadOneChar();&&& //接着读的是温度值高位
&&&&&& F0=0;&&&&&&&& &&&&&& //负温度标志
&&&&&& if(TH&127)
&&&&&& {&&&&&&&&&&&& &&&&&& //负温度
&&&&&&&&&& CY=0;
&&&&&&&&&& TL=(~TL)+1;
&&&&&&&&&& if(CY)
&&&&&&&&&&&&& TH=~TH+1;
&&&&&&&&&& else
&&&&&&&&&&&&& TH=~TH;
&&&&&&&&&& F0=1;
&&&&&& TN=((TH&&4)|(TL&&4));&&&&& //整数部分
&&& &&& TD=TL&0x0f;&&& &&&&&&&& &&& //小数部分
&&& &&& display_temp1(TN);&&& & &&& //显示温度的整数部分
&&& &&& display_temp2(TD);&&& & &&& //显示温度的小数部分
&&&&&&& delaynms(10);& &&&&&&&&&&&&&
打开Keil程序（本人使用的是Keil8.05中文版），执行菜单命令&工程&&&新建工程&创建&1-W&项目，并选择单片机型号为AT89C51。执行菜单命令&文件&&&新建&创建文件，输入C语言源程序，保存为&1-W.C&。在Project Workspace窗口中右击源代码组1，选择&添加文件到组&源代码组 l&&将源程序&1-W.C&添加到项目中。
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2、51c代码
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1、时序图
&&& 1、初始化
&&& 2、& 写
&&& 3、& 读
#include &reg52.h&sbit DQ = P2^0; //定义总线的I/O管脚void SendByte(unsigned char dat);void Delay4us() //延时4us{ ;}void Delay(unsigned char j)
//一个循环15us{
while(j--) {
while (--i); }}bit d18b20_qs() //18b20 起始{
DQ = 1; //DQ复位 Delay4us(); DQ = 0; //拉低总线 Delay(35); //这里延时大概 525us DQ = 1; //拉高总线 Delay(2);
//这里延时大概 30us dat = DQ; //读取返回值（0：有18b20存在 1：是没有） Delay(2);
//返回数值}void d18b20_x(unsigned char dat) //写 8 位 数 据{
for(i=0;i&8;i++) //8位计数器 {
DQ = 0; //拉低总线
DQ = dat & 0x01; //取最低位赋值给总线
Delay(3); //延时45us
DQ = 1; //拉过总线准备写下一个数据（或者总线复位）
dat &&= 1; //数据右移一位 }}unsigned char d18b20_d() //读 8 位 数 据{ unsigned char i,dat=0; for(i=0;i&8;i++) //8位计数器 {
DQ = 0; //拉低总线
dat &&= 1; //数据右移一位
DQ = 1; //拉过总线（准备读取数据）
if(DQ) //判断是否是 1 如果是就把数据赋值给变量的高位
dat |= 0x80;
Delay(4); }
//返回读取到数据数据}unsigned int wd() //读取温度函数{ unsigned char i = 0; //低8位数据 unsigned char j = 0; //高8位数据 unsigned int k = 0; //无符号16整形用来存储读回来的 16位温度数据（j和i组合后的数据） d18b20_qs(); //初始化 d18b20_x(0xCC); //跳过序列号的操作(因为18b20在总线上可以挂很多个，这个序列号和网卡MAC地址类似) d18b20_x(0x44); //开启温度转换 Delay(200);
//开启温度转换需要时间这里延时一下
d18b20_qs(); //初始化 d18b20_x(0xCC); //跳过序列号的操作(因为18b20在总线上可以挂很多个，这个序列号和网卡MAC地址类似) d18b20_x(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度 i = d18b20_d(); //读取低8位 j = d18b20_d(); //读取高8位 k =
k &&= 8; k = k +
//返回读取到的16位数据}void CSH &(void) //初始化串口{& & SCON &= 0x50;
& & & &// SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收 && & TMOD |= 0x20; & & & & & & & // TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重装& & TH1 & = 0xFD; & & & & & & & // TH1: &重装值 9600 波特率 晶振 11.0592MHz && & TR1 & = 1; & & & & & & & & &// TR1: &timer 1 打开 & & & & & & & & & & & &&& & EA & &= 1; & & & & & & & & &//打开总中断& & //ES & &= 1; & & & & & & & & &//打开串口中断}void SendByte(unsigned char dat) //发送一个字符{&SBUF = //SBUF 串行数据缓冲器&while(!TI); &//TI发送中断标志位 (当数据发送完毕后由硬件置 1 否则等待硬件置 1)& & & TI = 0;&} & & & & & &&void main(){ unsigned char i,j;
CSH(); while(1) {
i= w & 0 //取低8位
j= (w && 8)&0 //取高8位 SendByte(j); //通过串口把高8位数据返回给上位机 SendByte(i); //通过串口把低8位数据返回给上位机
P1 = //使用8个LED 输出高8位数据
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
P1 = //使用8个LED输出低8位数据
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒 } }
1）使用的是11.0592的晶振
2）使用下面的公式可以计算出摄氏度的温度
&&&&&&&&&&& wd :读取到的16位数据
&&&&&&&&&&& 摄氏度 = wd x 0.0625
【】【】【】【】
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当前位置：&>>&&>>&&>>&基于单总线数字温度传感器DS18B20的测温系统方案
　　摘要：设计了一种基于单总线数字温度传感器的测温系统，给出了DS18B20传感器特性和控制命令及时序，在Proteus环境下进行了测温系统硬件设计，同时采用。Keil软件完成了系统主程序、DS18B20驱动程序的设计；最后进行了系统Proteus仿真，提高了系统开发效率，并获得了良好的仿真实验结果。
　　关键词：温度传感器；DS18B20;控制命令；驱动程序；Proteus仿真
　　0 引言
　　温度是基本物理量之一，是工农业生产和日常生活中经常需要测试的重要参数，温度测量亦是应用频率最高的技术之一，在粮食仓库存储、环境监测、过程温度监测、中央空调监测、医学体温检测等领域有着广泛应用。传统的温度检测方式一般采用热电偶或，输出模拟信号，经A/D转换后才能送入处理器，复杂。
　　因此，本文采用单总线智能型数字温度传感器DS18B20,以单片机为核心处理器，进行测温系统设计，在Proteus环境中进行系统硬件设计，并结合软件进行了仿真，降低了开发成本，提高了开发效率。
　　1 DS18B20传感器特性与控制时序
　　DS18B20是美国半导体公司的单总线智能型数字温度传感器，它通过单总线与处理器进行数据传输，主要由64位ROM、温度敏感元件、非易失性温度告警触发器TH和TL、配置寄存器组成。供电范围为3.0~5.5 V;测温范围为-55~125℃，可根据系统需求通过设置配置寄存器中的R1,R0位调整为9~12位分辨率，对应的可分辨温度和最大转换时间如表1所示；每个DS18B20器件有惟一的序列号，多个DS18B20器件可接至同一个单总线上构成多点分布式温度测量系统；具有极强的抗干扰纠错能力。
　　DS18B20的封装如图1所示，针脚1为地线，针脚2为数据输入/输出线，针脚3为可选。
　　DS18B20的单总线访问协议由如下4个步骤构成。
　　（1）主机对DS18B20进行复位初始化，初始化时序如图2（a）所示，主机在t1时刻在单总线上发出一持续480~960μs的低电平脉冲的复位脉冲，在t2时刻释放单总线至少等待480μs确保应答正确，并接收采样，DS18B20等待15~60 μs,在t3时刻发出60~240μs的低电平存在脉冲，如图中加粗虚线所示；
　　（2）主机向DS18B20写ROM操作指令，一旦检测到总线上有从属期间存在，主机便可发送ROM操作命令，主要包含读ROM[33h]、匹配ROM[55h]、跳过ROM、搜索ROM、告警搜索命令；
　　（3）主机向DS18B20写RAM操作指令以启动温度转换（44h）、读暂存器（BEh）、写暂存器（4Eh）、复制暂存器（43h）、重新调出E2（B8h）、获取供电方式（B4h）；
　　（4）主机与DS18B20进行数据传送。
　　写ROM命令、RAM命令和收发数据都通过单总线传输，单总线通过时间片来读写数据，每个时间片传送1位数据，分写时间片和读时间片。两种时间片都必须持续最短60μs,两个时间片之间必须插入至少1μs的恢复时间，读/写时序如图2（b），（c）所示。读操作通过读时间片控制完成，分读“0”和读“1”时间片；写操作通过写时间片控制完成，分写“0”和写“1”时间片。
　　温度变换结束后，主机向DS18B20发送读温度命令（BEh），DS18B20以16位、符号扩展的二进制补码形式发送到数据总线，低位在前，高位在后。
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