使用DS18B20制作电子温度计..doc

使用DS18B20制作电子温度计 ——中北大学：马政贵 本制作中使用单总线数字温度传感器DS18B20进行温度的测定，并通过51单片机控制1602液晶进行显示。制作好的电子温度计如下图所示（显示当前温度为20.5摄氏度）： 第一部分：DS18B20的使用 先介绍一下单总线的特点： 单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换，控制都由这根线完成。单总线通常要求外接一个约为 4.7K—10K 的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。 再介绍一下DS18B20的特点： （ 1 ）采用单总线的接口方式，与微处理器连接时，仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。 单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。 （ 2 ）测量温度范围宽，测量精度高： DS18B20 的测量范围为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ； 在 -10~+ 85°C 范围内，精度为 ± 0.5°C 。 （ 3 ）在使用中不需要任何外围元件。 （ 4 ）支持多点组网功能：多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。 （ 5 ）供电方式灵活：DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。 ???? （ 6 ）测量参数可配置 DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定 9~12 位。 ???? （ 7 ） 负压特性 电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 （ 8 ）掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。 ???? DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。 DS18B20的内部结构： 主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作 是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X^8＋X^5＋X^4＋1）。 ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。其结构如下图所示： DS18B20的管脚排列如下图所示： 其中DQ为数字信号输入／输出端； VDD为外接供电电源输入端 （在寄生电源接线方式时接地） 注意：当温度高于 １００℃ 时，不能使用寄生电源，因为此时器件中较大的漏电流会使总线不能可靠检测高低电平，从而导致数据传输误码率的增大。 ??? DS18B20使用外接电源时，其连接图如下： DS18B20的光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。 64位光刻ROM的排列是：开始 8 位（地址： 28H ）是产品类型标号，接着的 48 位是该 DS18B20 自身的序列号，并且每个 DS18B20 的序列号都不相同，因此它可以看作是该DS18B20的地址序列码；最后8位则是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X^8＋X^5＋X^4＋1）。由于每一个DS18B20的 ROM 数据都各不相同，因此微控制器就可以通过单总线对多个DS18B20进行寻址，从而实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。其示意图如下： DS18B20可提供0.5 ℃的分辨率。温度以16位带符号位扩展的二进制补码形式读出，下表给出了温度值和输出数据的关系。数据通过单线接口以串行方式传输。DS18B20测温范围为-55 ℃ ～125 ℃，以0.5 ℃递增。 其存储格式为： 其中S 为符号位。 例如：＋125℃的数字输出为07D0H （正温度直接把16进制数转成10进制即得到温度值 ） -55℃的数字输出为 FC90H（负温度把得到的16进制数取反后加1再转成10进制数） 其配置寄存器的格式如下： 低五位一直都是1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0。R1和R0用来设置分辨率，如下图所示（DS18B20出厂时被设置为12位）： 高速暂存存储器由9个字节组成，其格式如下图所示。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂