DS 18B20与ATmega8单片机接口的C语言实现方法

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) _. x# \1 c$ A* |1 b4 C摘要:介绍了单总线测温器件DS18B20及其与ATmega8单
) X0 Q/ c* @0 B2 \片机共同组成单总线测温系统的接口方法，并给出了其核
4 n% o  Q! c6 W* i$ d心的μS级软件延时的C语言源程序和对DS18B20进行操
0 A3 j/ n. p+ z作的程序框图，以及利用C语言实现接口软件的方法以及
4 o% w9 |' u. s0 A! S使用时的技巧和需要注意的一些问题。

$ l1 R8 H9 V2 a1 Q# n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
$ _0 n- k* }! Y" G" Z# H6 |7 T的场合。利用单片机和温度传感器组成的专用测温系
统由于具有结构简单、工作可靠、价格低廉的优势,而
! s* K4 Y2 x9 M得到了广泛的应用。
: U9 m. h- [0 c5 h* _! N目前市场上单片机种类繁多，各具优势, ATMEL
公司生产的mega8单片机无疑是其中较为典型的一
$ {: r9 x' t+ ^0 f7 u4 B& N0 Y1 j种,它的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,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
! l- |" n+ q1 m* |接口、SPI串行接口和带片内晶振的可编程看门狗定
时器以及片内的模拟比较器等,除传感器外几乎可以
: L% c. Y  B- `- `! w1 D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。
$ @5 J0 G; D7 c另外,由于采用了单周期指令模式,它具有极高的运
3 t5 n. D3 @) ~, ?. ?, D+ a3 S行速度,可达到1MIPS/MHz,比AT89C51高出10倍。
) M: }0 g* z0 f- `" [) S4 t并且在省电性能、稳定性、抗干扰性能和灵活性方面
( g1 h. x- {, Y( ^7 m/ M极具特色。在产品应用市场上具有强大的竞争力,因
3 {1 S3 `5 W3 M& u4 ]而在工业测控领域中得到了广泛的应用。
0 |% x# Y% ^7 x: F1 }" M! a
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
# Q2 [5 S2 o, n# r能集成温度的传感器，其全部传感元件及转换电路集
0 ^8 a' w, m8 ?( Z$ d3 H成在形如一只三极管的集成电路内。与其它温度传感
器相比,DS18B20具有以下特性:①独特的单线接口
0 t/ L" U$ r, Q. \. E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
/ H8 c) H& Y6 @- m* Z- JDS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联
在唯一-的信号线上,实现多点测温。③DS18B20在使
& m1 b5 j& E% x# h' B& ^) j) ]用中不需要任何外围元件。④测温范围-55C-+
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。
2 Atmega8单片机与单总线测温器件
DS18B20的接口及其操作时序
3 n: G- X- B1 Y: [6 m+ o8 m+ }" HDS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻
ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH/TL
5 y  U4 M& s. D" V和配置寄存器。
$ l  E0 l9 u! F2 A光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好
1 p) f# q- H0 \: @* p7 |的,可视作是DS18B20的地址序列码。光刻ROM的作
" s, r! X- U0 y1 G( p% e  Z用是使每一个DS18B20
都各不相同，以实现一根总线上挂接多个
DS18B20的目的。
DS18B20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,
后者存放高/低温度触发器TH/TL和结构寄存器。暂
* S! G7 a$ B( U$ ~. x1 i+ i1 [; A# T存存储器包含了8个连续字节,前两个字节是测得的
; g6 ^" C$ q0 {* Q$ A7 Z) \5 I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/
) `4 \& M* N& oTL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
' E) ?) N' R. w0 R8 X' G新。
第六、七八个字节用于内部计算。第九个字节是
冗余检验字节。
DS18B20中的温度传感器对温度的测量结果用
; ]( B- \, T; |- G/ T+ q$ k16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,当转换精
- ?; q1 I* f6 V- W2 r度为12位时,则所得测量结果中前5位s为符号位，
如果测得的温度大于0C时，,S 均为0,否则为1。后11
2 C- T7 P" q) m) l' Y4 U, e, N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。
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