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本帖最后由 CCxiaom 于 2020-3-16 12:07 编辑
/ M% z2 x* l; J
) _. 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。4 F% k% c9 V% ]8 N! R
$ l1 R8 H9 V2 a1 Q# n关键词:单总线;单片机;嵌入式C* c! L! A# W- h* q1 `9 X
7 E5 m5 G& k; |- E, u
1引言( ~7 G6 a5 f9 n( C
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5 j4 Y% X1 C0 r; H: F$ `" e3 I
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! y) Y2 [9 m% |2 I- a; T
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+ H5 s2 ^" |% X) A3 S; q8 J
硬件接口电路,如定时/计数器、实时时钟、PWM通道、# O* t* a/ F( h" \9 E/ Y0 e9 d" R
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8 g( [: M' i" L7 s( s
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AVR1 L( O/ o3 [- \4 @' g
高档单片机MEGA系列的全部特点,而价格仅与低档* B8 ]3 |; ~. c2 e; ` \9 r% W
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* S! |; n/ G$ d* p" @ V) \
DS18B20是美国DALLAS半导体器件公司在其( V2 f7 c% [, t3 m) i6 K) s
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( N( i) w; L4 _! O3 s# u
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' p2 z. j9 ^8 g3 j
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6 j, b+ F" |8 t2 Q6 Q' B! ?& V0 s
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-+* y8 s' t% t6 E5 S2 k
125C,固有测温分辨率0.625C。⑤测量结果以9~12$ M$ ]' u1 r4 s4 @3 X
位数字量方式串行传送。* c; E9 q5 ?6 \# z) S+ o) N+ {
2 Atmega8单片机与单总线测温器件9 `$ a8 e1 v& C2 s6 @: }
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9 k+ T0 P8 g8 e3 @7 d& g% f a
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& ^% x- U6 h) `% ?$ t9 v
都各不相同,以实现一根总线上挂接多个+ z- w5 e2 J; D: f# ?1 u+ r. R
DS18B20的目的。( _9 K, D& h# d: b, X. U& r: e
DS18B20温度传感器的内部存储器包括--个高5 P+ A$ g! \- Z" ^& t6 P
速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM, S4 F6 W! ?# y
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,第二9 c* z/ o" k# | }
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3 e5 [/ O$ J6 q# s
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。: s$ R D. j6 W, y' y
第六、七八个字节用于内部计算。第九个字节是" Q9 J5 ^1 k D# t+ y( ~
冗余检验字节。3 L7 j7 C+ f9 }8 W3 E
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,* M# \+ j+ g5 K" y5 A
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7 E6 f1 T. \' x+ _ S [. T5 o
值乘于0.0625即可得到实际温度。
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6 x6 P) W* j$ w/ w- ]3 p& ]附近下载: |
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