18b20在stm32上驱动并附18b20详细资料[1]

DS18B20目录一、概述............................................................................................................21.DS18B20概述...........................................................................................22.DS18B20的主要特征：..............................................................................33.DS18B20测温原理....................................................................................3二、DS18B20结构..............................................................................................41.DS18B20芯片封装结构：...........................................................................42.DS18B20内部结构：.................................................................................5三、DS18B20工作流程.......................................................................................71.DS28B20芯片ROM指令表：......................................................................72.控制器对18B20操作流程：.......................................................................83.DS18B20复位、读、写时序图..................................................................10四、ds18b20使用中注意事项............................................................................12五、stm32下DS18B20的驱动...........................................................................141.系统框图...............................................................................................142.硬件电路图.............................................................................................153.软件部分................................................................................................174．下载与调试...........................................................................................31六、结束语......................................................................................................32一、概述1.DS18B20概述传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，采用热敏电阻，可满足40℃至90℃测量范围，但热敏电阻可靠性差，测量温度准确率低，对于小于1℃的温度信号是不适用的，还得经过专门的接口电路转换成数字信号才能由微处理器进行处理。目前常用的微机与外设之间进行的数据通信的串行总线主要有i2c总线，spi总线等。其中i2c总线以同步串行2线方式进行通信（一条时钟线，一条数据线），spi总线则以同步串行3线方式进行通信（一条时钟线，一条数据输入线，一条数据输出线）。这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。而单总线（1-wirebus），采用单根信号线，既可传输数据，而且数据传输是双向的，cpu只需一根端口线就能与诸多单总线器件通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。因而，这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，软件设计简单，便于总线扩展和维护。同时，基于单总线技术能较好地解决传统识别器普遍存在的携带不便，易损坏，易受腐馈，易受电磁干扰等不足，因此，单总线具有广阔的应用前景，是值得关注的一个发展领域。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。主机或从机通过一个漏极开路或三态端口连至数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线。单总线通常要求外接一个约为4.7k的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。ds18b20数字式温度传感器，与传统的热敏电阻有所不同的是，使用集成芯片，采用单总线技术，其能够有效的减小外界的干扰，提高测量的精度。同时，它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理，接口简单，使数据传输和处理简单化。部分功能电路的集成，使总体硬件设计更简洁，能有效地降低成本，搭建电路和焊接电路时更快，调试也更方便简单化，这也就缩短了开发的周期。2.DS18B20的主要特征：�全数字温度转换及输出。�先进的单总线数据通信。�最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度。�12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。�可选择寄生工作方式。�检测温度范围为–55°C~+125°C(–67°F~+257°F)�内置EEPROM，限温报警功能。�64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。�多样封装形式，适应不同硬件系统。3.DS18B20测温原理低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，为计数器提供一频率稳定的计数脉冲。高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，很敏感的振荡器，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，为计数器2提供一个频率随温度变化的计数脉冲。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，ds18b20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。二、DS18B20结构1.DS18B20芯片封装结构：DS18B20引脚功能：·GND电压地·DQ单数据总线·VDD电源电压（3.0-5.5V）·NC空引脚2.DS18B20内部结构：DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM，温度传感器，温度报警触发器TH和TL,配置寄存器。64位光刻rom：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=x8+x5+x4+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。温度传感器DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。例如+125℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃的数字输出为FE6FH，-55℃的数字输出为FC90H。温度传感器的存储器ds18b20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存ram和一个非易失性的可电擦除的e2ram，后者存放高温度和低温度触发器th、tl和结构寄存器。数据先写入ram，经校验后再传给e2ram。暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位tl，第二个字节是温度的高八位th。第三个和第四个字节是th、tl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被刷新。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，可用来保证通信正确。ds18b20的分布如下：配置寄存器配置寄存器是配置不同的位数来确定温度和数字的转化。TMR1RO11111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，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率（DS18B20出厂时被设置为12位）三、DS18B20工作流程1.DS28B20芯片ROM指令表：ReadROM（读ROM）[33H]（方括号中的为16进制的命令字）这个命令允许总线控制器读到DS18B20的64位ROM。只有当总线上只存在一个DS18B20的时候才可以使用此指令，如果挂接不只一个，当通信时将会发生数据冲突。MatchROM（指定匹配芯片）[55H]这个指令后面紧跟着由控制器发出了64位序列号，当总线上有多只DS18B20时，只有与控制发出的序列号相同的芯片才可以做出反应，其它芯片将等待下一次复位。这条指令适应单芯片和多芯片挂接。SkipROM（跳跃ROM指令）[CCH]这条指令使芯片不对ROM编码做出反应，在单总线的情况之下，为了节省时间则可以选用此指令。如果在多芯片挂接时使用此指令将会出现数据冲突，导致错误出现。SearchROM（搜索芯片）[F0H]在芯片初始化后，搜索指令允许总线上挂接多芯片时用排除法识别所有器件的64位ROM。AlarmSearch（报警芯片搜索）[ECH]在多芯片挂接的情况下，报警芯片搜索指令只对附合温度高于TH或小于TL报警条件的芯片做出反应。只要芯片不掉电，报警状态将被保持，直到再一次测得温度什达不到报警条件为止。DS28B20芯片存储器操作指令表：WriteScratchpad（向RAM中写数据）[4EH]这是向RAM中写入数据的指令，随后写入的两个字节的数据将会被存到地址2（报警RAM之TH）和地址