ds18b20温度传感器原理

湿度传感器的分类湿度传感器分类按工作原理：电阻型--根据相对湿度的变化，产生相应的改变阻值典型产品HS1101电容性--根据相对湿度的变化，产生相应的改变容值典型产品C5-M3按输出方式：元件类---输出电阻或者电容信号，线性不太好，需要做后期处理，放大电路才能使用，例如HS1101,C5-M3,VH-01,CL-H003等等模块类---输出线性的电压或频率信号，一般是5VDC供电。例如HF3226,HM1500,HIH4000,RHU223,RHU222,VHM-10等等。变送器---带外壳，12~30VDC供电，线性输出0~5/10VDC,4~20mARS485，一般都是温湿度一体的，例如VHT-1,VHT-2系列，可直接用于工程安装现场。DS18B20数字温度计使用DS18B20数字温度计使用1．DS18B20基本知识DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。1、DS18B20产品的特点（1）、只要求一个端口即可实现通信。（2）、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。（3）、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。（4）、测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。（5）、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。（6）、内部有温度上、下限告警设置。2、DS18B20的引脚介绍TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图1，其引脚功能描述见表1。（底视图）图1表1DS18B20详细引脚功能描述序号名称引脚功能描述1GND地信号2DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。3VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。3．DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。DS18B20的复位时序DS18B20的读时序对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。DS18B20的写时序对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。4．实验任务用一片DS18B20构成测温系统，测量的温度精度达到0.1度，测量的温度的范围在－20度到＋100度之间，用8位数码管显示出来。5．电路原理图6．系统板上硬件连线（1）．把“单片机系统”区域中的P0.0－P0.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的ABCDEFGH端子上。（2）．把“单片机系统”区域中的P2.0－P2.7用8芯排线连接到“动态数码显示”区域中的S1S2S3S4S5S6S7S8端子上。（3）．把DS18B20芯片插入“四路单总线”区域中的任一个插座中，注意电源与地信号不要接反。（4）．把“四路单总线”区域中的对应的DQ端子连接到“单片机系统”区域中的P3.7/RD端子上。7．C语言源程序#include#includeunsignedcharcodedisplaybit[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};unsignedcharcodedisplaycode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x00,0x40};unsignedcharcodedotcode[32]={0,3,6,9,12,16,19,22,25,28,31,34,38,41,44,48,50,53,56,59,63,66,69,72,75,78,81,84,88,91,94,97};unsignedchardisplaycount;unsignedchardisplaybuf[8]={16,16,16,16,16,16,16,16};unsignedchartimecount;unsignedcharreaddata[8];sbitDQ=P3^7;bitsflag;bitresetpulse(void){unsignedchari;DQ=0;for(i=255;i0;i--);DQ=1;for(i=60;i0;i--);return(DQ);for(i=200;i0;i--);}voidwritecommandtods18b20(unsignedcharcommand){unsignedchari;unsignedcharj;for(i=0;i8;i++){if((command&0x01)==0){DQ=0;for(j=35;j0;j--);DQ=1;}else{DQ=0;for(j=2;j0;j--);DQ=1;for(j=33;j0;j--);}command=_cror_(command,1);}}unsignedcharreaddatafromds18b20(void){unsignedchari;unsignedcharj;unsignedchartemp;temp=0;for(i=0;i8;i++){temp=_cror_(temp,1);DQ=0;_nop_();_nop_();DQ=1;for(j=10;j0;j--);if(DQ==1){temp=temp|0x80;}else{temp=temp|0x00;}for(j=200;j0;j--);}return(temp);}voidmain(void){TMOD=0x01;TH0=(65536-4000)/256;TL0=(65536-4000)%256;ET0=1;EA=1;while(resetpulse());writecommandtods18b20(0xcc);writecommandtods18b20(0x44);TR0=1;while(1){;}}voidt0(void)interrupt1using0{unsignedcharx;unsignedintresult;TH0=(65536-4000)/256;TL0=(65536-4000)%256;if(displaycount==2){P0=displaycode[displaybuf[displaycount]]|0x80;}else{P0=displaycode[displaybuf[displaycount]];}P2=displaybit[displaycount];displaycount++;if(displaycount==8){displaycount=0;}timecount++;if(timecount==150){timecount=0;while(resetpulse());writecommandtods18b20(0xcc);writecommandtods18b20(0xbe);readdata[0]=readdatafromds18b20();readdata[1]=readdatafromds18b20();for(x=0;x8;x++){displaybuf[x]=16;}sflag=0;if((readdata[1]&0xf8)!=0x00){sflag=1;readdata[1]=~readdata[1];readdata[0]=~readdata[0];result=readdata[0]+1;readdata[0]=result;if(result255){readdata[1]++;}}readdata[1]=readdata[1]4;readdata[1]=readdata[1]&0x70;x=readdata[0];x=x4;x=x&0x0f;readdata[1]=readdata[1]|x;x=2;result=readdata[1];while(result/10){displaybuf[x]=result%10;result=result/10;x++;}displaybuf[x]=result;if(sflag==1){displaybuf[x+1]=17;}x=readdata[0]&0x0f;x=x1;displaybuf[0]=(dotcode[x])%10;displaybuf[1]=(dotcode[x])/10;while(resetpulse());writecommandtods18b20(0xcc);writecommandtods18b20(0x44);}}数字温度传感器DS18B20的原理与应用1引言DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20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。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。2DS18B20的内部结构DS18B20内部结构如图1所示，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。DS18B20的管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地，见图4）。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=X8＋X5＋X4＋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。图1DS18B20的内部结构图2DS18B20的管脚排列（a）初始化时序（b）写时序（c）读时序图3DS18B20的工作时序图DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，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。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FF6FH，－55℃的数字输出为FC90H。232221202－12－22－32－4温度值低字节MSBLSBSSSSS222524温度值高字节高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。其中配置寄存器的格式如下：0R1R011111MSBLSBR1、R0决