基于DS18B20的温度测量模块设计.doc

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1、基于DS18B20的温度测量模块设计1.设计目的（1）掌握DS18B20数字温度传感器的工作原理及使用方法（2）掌握对DS18B20转换数据进行处理的方法（3）学习用数码管显示复杂数据的方法2.设计任务用AT89S52控制DS18B20，读取数据，并对DS18B20转换后的数据进行处理，最后在数码管上显示DS18B20测出的温度。要求使用6位数码管显示，最高位为符号位，如果温度值为正，不显示，如果温度为负，则显示负号；第2—4位显示温度值的整数部分，并在第4位数据上显示小数点；第5位显示一位小数，最低位显示摄氏度符号“C”。(1)基

2、本要求Ø用AT89C51控制DS18B20，读取数据Ø对DS18B20转换后的数据进行处理，转换成实际温度值Ø将符号位,整数值和小数值分别存放在特定的存储单元中.(2)进阶要求在数码管上显示DS18B20测出的温度,只要求显示出温度值的整数部分及符号位。(1)高级要求Ø使用6位数码管显示测得的温度Ø最高位为符号位，如果温度值为正，不显示，如果温度为负，则显示负号Ø第2—4位显示温度值的整数部分，并在第4位数据上显示小数点Ø第5位显示一位小数Ø最低位显示摄氏度符号“C”2.设计原理(1)系统结构图图4-1基于DS18B20的测温系统结

3、构图(1)DS18B20数字温度传感器概述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。DS18B20产品的特点：Ø只要求一个端口即可实现通信。Ø在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。Ø实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。Ø测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。Ø数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。Ø内部有温度上、下限告警设置。TO－92封装的D

4、S18B20的引脚排列见图4-2，其引脚功能描述见表4-1。图4-2DS18B20引脚结构图（底视图）表4-1　DS18B20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。(1)DS18B20的内部结构DS18B20的内部框图如图4-3所示。64位ROM存储器件独一无二的序列号。暂存器包含两字节（0和1字节）的温度寄存器，用于存储温度传感器的数字输出。暂存器还提供一字节的上线警

5、报触发（TH）和下线警报触发（TL）寄存器（2和3字节），和一字节的配置寄存器（4字节），使用者可以通过配置寄存器来设置温度转换的精度。暂存器的5、6和7字节器件内部保留使用。第八字节含有循环冗余码（CRC）。使用寄生电源时，DS18B20不需额外的供电电源；当总线为高电平时，功率由单总线上的上拉电阻通过DQ引脚提供；高电平总线信号同时也向内部电容CPP充电，CPP在总线低电平时为器件供电。图4-3DS18B20的内部框图DS18B20加电后，处在空闲状态。要启动温度测量和模拟到数字的转换，处理器须向其发出ConvertT[44h]

6、命令；转换完后，DS18B20回到空闲状态。温度数据是以带符号位的16-bit补码存储在温度寄存器中的，如图4-4所示：图4-4温度寄存器格式符号位说明温度是正值还是负值，正值时S=0，负值时S=1。表4-2给出了一些数字输出数据与对应的温度值的例子。表4-2温度/数据的关系(1)DS18B20的命令序列Ø初始化ØROM命令跟随着需要交换的数据；Ø功能命令跟随着需要交换的数据。访问DS18B20必须严格遵守这一命令序列，如果丢失任何一步或序列混乱，DS18B20都不会响应主机（除了SearchROM和AlarmSearch这两个命令

7、，在这两个命令后，主机都必须返回到第一步）。①初始化：DS18B20所有的数据交换都由一个初始化序列开始。由主机发出的复位脉冲和跟在其后的由DS18B20发出的应答脉冲构成。当DS18B20发出响应主机的应答脉冲时，即向主机表明它已处在总线上并且准备工作。②ROM命令：ROM命令通过每个器件64-bit的ROM码，使主机指定某一特定器件（如果有多个器件挂在总线上）与之进行通信。DS18B20的ROM如表4-3所示，每个ROM命令都是8bit长。表4-3DS18B20ROM命令命令描述协议此命令发出后1-Wire总线上的活动SEARC

8、HROM识别总线上挂着的所有DS18B20的ROM码F0h所有DS18B20向主机传送ROM码READROM当只有一个DS18B20挂在总线上时，可用此命令来读取ROM码33hDS18B20向主机传送ROM码MATCHROM主机用RO