DS 18B20与ATmega8单片机接口的C语言实现方法

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' K% O) u7 p% I8 \9 O摘要:介绍了单总线测温器件DS18B20及其与ATmega8单
/ M7 [4 ^% J; C# s+ U% s1 W片机共同组成单总线测温系统的接口方法，并给出了其核
+ ^! @6 i+ d6 p; b心的μS级软件延时的C语言源程序和对DS18B20进行操
作的程序框图，以及利用C语言实现接口软件的方法以及
! A9 G* ~! F6 f+ T* M. n. C' \$ _2 |使用时的技巧和需要注意的一些问题。
! N2 @) q  d1 H' J& b& |
: A/ K; N2 [9 X/ w5 f关键词:单总线;单片机;嵌入式C

1引言
工业生产过程中,普遍存在着需要进行温度测量
的场合。利用单片机和温度传感器组成的专用测温系
& u  Q7 E' S* \" q5 e) ~& o统由于具有结构简单、工作可靠、价格低廉的优势,而
# |' @9 V2 e3 _得到了广泛的应用。
2 s. M9 |) b* C- M) x. c目前市场上单片机种类繁多，各具优势, ATMEL
/ q/ a- C) ?9 ]7 b4 \6 `公司生产的mega8单片机无疑是其中较为典型的一
. F2 n/ O7 D( P) i* T9 V种,它的内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的
3 W& M8 P) F6 Y3 w+ i) z( M6 i硬件接口电路,如定时/计数器、实时时钟、PWM通道、
A/D转换器、I2C的串行接口、可编程的串行USART
8 _1 J4 o. K1 A7 O: D, f' F接口、SPI串行接口和带片内晶振的可编程看门狗定
9 B* S6 M2 n! C+ M时器以及片内的模拟比较器等,除传感器外几乎可以
& s: W9 p2 m# S( A' b不需要其它任何元件独立而构成系统。它具有AVR
高档单片机MEGA系列的全部特点,而价格仅与低档
单片机相当且系统二次开发极为方便，性价比极高。
另外,由于采用了单周期指令模式,它具有极高的运
行速度,可达到1MIPS/MHz,比AT89C51高出10倍。
0 i5 k" ^; T! V) {" B- U并且在省电性能、稳定性、抗干扰性能和灵活性方面
  H$ Q: |7 f2 K2 B: s- t2 h! d极具特色。在产品应用市场上具有强大的竞争力,因
而在工业测控领域中得到了广泛的应用。
* N' y4 t2 ~; V3 U! w5 x, p2 Y# d
DS18B20是美国DALLAS半导体器件公司在其
前代产品DS1820的基础上最新推出的单线数字化智
能集成温度的传感器，其全部传感元件及转换电路集
成在形如一只三极管的集成电路内。与其它温度传感
+ n2 Y: R% B5 L6 {器相比,DS18B20具有以下特性:①独特的单线接口
5 k- f/ V5 j) [- E, U方式，DS1820在与微处理器连接时仅需要一条接口线
即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。②
DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联
+ N% o0 l4 D5 Z$ ?2 G6 g( ^/ g在唯一-的信号线上,实现多点测温。③DS18B20在使
- d: N! a  y- P5 R9 ~' r* p# z用中不需要任何外围元件。④测温范围-55C-+
0 P$ @# t% g# |6 Z, [125C,固有测温分辨率0.625C。⑤测量结果以9~12
位数字量方式串行传送。
% O- [0 |" B* r! B  _1 i2 Atmega8单片机与单总线测温器件
2 G; p8 z" H, H. @6 U, N7 ?DS18B20的接口及其操作时序
DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻
4 F8 K3 i  D8 F( ]1 E. t( oROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH/TL
# \( W: n$ ~- p: X- D, E$ z和配置寄存器。
( q# ~+ ^5 K* F; c0 T2 R, k光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好
的,可视作是DS18B20的地址序列码。光刻ROM的作
用是使每一个DS18B20
5 R( g( {; {; s% g0 H都各不相同，以实现一根总线上挂接多个
7 H5 [* H5 e* a# Z, P. S$ ODS18B20的目的。
) o# c6 t% T5 P% |$ BDS18B20温度传感器的内部存储器包括--个高
速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM,
1 \& d% \- {+ g后者存放高/低温度触发器TH/TL和结构寄存器。暂
( [- A0 f5 V0 [$ _+ E  z存存储器包含了8个连续字节,前两个字节是测得的
+ O: X# _( M' q/ u: w9 D温度信息,第一个字节的内容是温度的低八位,第二
个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH/
, b; N/ v8 ^; ?$ D3 J3 N( eTL的易失性拷贝,第五个字节是结构寄存器的易失性
拷贝,这三个字节的内容在每一次上电复位时即被刷
新。
3 s/ L9 z- E# L" n9 q$ H. H  B第六、七八个字节用于内部计算。第九个字节是
, i4 v# y0 K% O6 ~* Y7 j冗余检验字节。
9 ^, y' L) Q' J$ P9 ?DS18B20中的温度传感器对温度的测量结果用
16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,当转换精
" o6 s' A, ^# _, k度为12位时,则所得测量结果中前5位s为符号位，
% @+ V$ }& ^8 C% n- Q; e如果测得的温度大于0C时，,S 均为0,否则为1。后11
位为数据位,分辨率为0.0625C/LSB,只要将测到的数
值乘于0.0625即可得到实际温度。
, _9 m' m) A0 n# m- k% y7 h9 c


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ATMEL公司生产的mega8单片机内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路

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