51单片机4（温度传感器DS18B20）

1.DS18B20工作原理

        DS18B20数字温度计提供九位温度度数，指示器件的温度。

                （单片机上的接口）                                                （DS18B20模块）

按照IO<--->DQ链接，即可实现单片机对其的控制。

1.1DS18B20命令集

1.2DS18B20操作流程

(1)复位
(2)51单片机发送0xCC，代表跳过ROM
(3)51单片机发送0x44，代表ds18b20开启温度转换
(4)延时等待(1s)
(5)复位
(6)51单片机发送0xCC，代表跳过ROM
(7)51单片机发送0xBE，代表读取ds18b20发送过来的温度值
(8)读取温度数据

每次和ds18b20通信前必须先复位！

1.2.1复位时序

        最开始是高电平，主机将其由高电平拉低为低电平，持续480-960微秒，意味着单片机向ds18b20发送了一个复位信号，询问其是否存在。主机再将电平拉高，等待15-60微秒。若引脚一直为高电平，则表示ds18b20不存在，若电平被ds18b20拉低，则表示其存在。

根据时序图，我们可以写出复位函数：

#include <reg51.h>
#include "delay.h"

#define DQ_HIGH ((P3 |= (1 << 7)))//P37置高电平
#define DQ_DOWN ((P3 &= ~(1 << 7)))
#define DQ_CHECK ((P3 & (1 << 7)) != 0)

// ds18b20 复位函数
int ds18b20_Reset(void)
{
   int t = 0;

   DQ_DOWN;
   Delay10us(70);
   DQ_HIGH;
   Delay10us(5);

   // 等待ds18b20发送存在脉冲：低电平到来
   while (DQ_CHECK && t < 30)
   {
   	   Delay10us(1);
	   t++;
   }
   if (t >= 30)
   {
   		return 0;
   }

   // 等待ds18b20将DQ引脚拉高: 高电平到来
   t = 0;
   while (!DQ_CHECK && t < 30)
   {
   	   Delay10us(1);
	   t++;
   }
   if (t >= 30)
   {
   		return 0;
   }

   	return 1;
}

1.2.2写时序

                                                                (写0和写1)

写0：单片机将电平拉低，ds18b20采样到低电平，说明单片机向传感器写入1

写1：单片机先将电平拉低至少1us后再缓慢拉高，ds18b20检测到高电平，说明单片机向传感器写入0

由写时序编写代码：

// 向ds18b20发送一个字节数据
void write_ds18b20(unsigned char dat)	
{
	  int i = 0;

	  // 循环判断要发送的数据中的8bit是1还是0
	  for (i = 0; i < 8; i++)
	  {
	  		if (dat & 1)	//bit1	  
			{
			   DQ_DOWN;
			   _nop_();
			   _nop_();
			   DQ_HIGH;
			   Delay10us(5);
			}
			else	  		// bit0
			{
			  	DQ_DOWN;
				Delay10us(5);
				DQ_HIGH;
			}

			dat >>= 1;
	  }
}

1.2.3读时序

                                                                （读0和写0）

读0：单片机将高电平拉低，15us内单片机采样，若检测到低电平，则单片机读取到0

读1：单片机将高电平拉为低电平至少1us，再将电平拉高，15us内单片机采样，若检测到高电平则读取到1

由读时序编写代码：

// 从ds18b20读取一个字节数据
unsigned char read_ds18b20(void)
{
	int i = 0;
	unsigned char ret = 0;

	for (i = 0; i < 8; i++)
	{
		DQ_DOWN;		  
		_nop_();
		_nop_();
		DQ_HIGH;
		_nop_();
		_nop_();
		_nop_();

		if (DQ_CHECK)	    // ds18b20发送一个bit1
		{
			ret |= (1 << i);	
		}
	   Delay10us(5);
	}

	return ret;
}

1.2.4获取ds18b20采集到的温度：

// 获取ds18b20采集到的温度
float get_temp(void)
{
  	short ret = 0;
	unsigned char tl = 0;
	unsigned char th = 0;

	ds18b20_Reset();
	write_ds18b20(0xCC);
	write_ds18b20(0x44);
	Delay1ms(1000);
	ds18b20_Reset();
	write_ds18b20(0xCC);
	write_ds18b20(0xBE);

	tl = read_ds18b20();
	th = read_ds18b20();

	ret = th << 8;
	ret |= tl;

	return ret * 0.0625;//分辨率0.0625
}

我们在主函数中调用看看结果：

#include <reg51.h>
#include <stdio.h>
#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"
#include "uart.h"

int main(void)
{
	float ret = 0;
	xdata char s[20];

	Uart_Init();

	while (1)
	{
	   ret = get_temp();
	   sprintf(s, "%f\n", ret);
	   Uart_SendStr(s);
	}

	return 0;
}

可以接收到温度