51單片機DS18B20測量溫度實驗

實驗任務
   用一片DS18B20構成測溫系統，測量的溫度精度達到0.1度，測量的溫度的範圍在－20度到＋50度之間，用4位數碼管顯示出來。
   
DPY-1實驗板連接
用排線把JP-CODE連到JP8是，注意：a接P0.0;b接P0.1;c接P0.3…… 把JP-CS連到JP14上,注意:4H接P2.4;3H接P2.5;2H接P2.6;1H接P2.7;
 
連接好DS18B20注意極性不要弄反，否則可能燒壞。DS18B20的外型與常用的三極體一模一樣，上圖是它的管腳分佈。用導線將JK—DS的DA端連到P3.1上。

硬體電路圖
 

實驗原理
   DS18B20數字溫度計是DALLAS公司生產的1－Wire，即單匯流排器件，具有線路簡單，體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數字溫度計。DS18B20產品的特點
（1）、只要求一個I/O口即可實現通信。
（2）、在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號。
（3）、實際應用中不需要外部任何元器件即可實現測溫。
（4）、測量溫度範圍在－55。C到＋125。C之間。
（5）、數字溫度計的解析度用戶可以從9位到12位選擇。
（6）、內部有溫度上、下限告警設置。
   DS18B20詳細引腳功能描述1 GND地信號；2 DQ數據輸入/輸出引腳。開漏單匯流排介面引腳。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源；3 VDD可選擇的VDD引腳。當工作於寄生電源時，此引腳必須接地。
DS18B20的使用方法。由於DS18B20採用的是1－Wire匯流排協議方式，即在一根數據線實現數據的雙向傳輸，而對AT89S51單片機來說，我們必須採用軟體的方法來模擬單匯流排的協議時序來完成對DS18B20晶元的訪問。由於DS18B20是在一根I/O線上讀寫數據，因此，對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協議來保證各位數據傳輸的正確性和完整性。該協議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設備，單匯流排器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單匯流排器件回送數據，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。

C語言源程序：
 
#include
code unsigned char seg7code[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
                                 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}; //顯示段碼
void Delay(unsigned int tc)     //顯示延時程序
{while( tc != 0 ) 
 {unsigned int i; 
  for(i=0; i<100; i++);
  tc--;}
}
sbit TMDAT =P3^1; //DS18B20的數據輸入/輸出腳DQ,根據情況設定
unsigned int sdata;//測量到的溫度的整數部分
unsigned char xiaoshu1;//小數第一位
unsigned char xiaoshu2;//小數第二位
unsigned char xiaoshu;//兩位小數
bit  fg=1;        //溫度正負標誌
void dmsec (unsigned int count)       //延時部分
 {  
 unsigned char i;
 while(count--)
 {for(i=0;i<115;i++);}
 }        
void tmreset (void)       //發送複位
{                              
 unsigned char i;
 TMDAT=0;   for(i=0;i<103;i++);  
 TMDAT = 1; for(i=0;i<4;i++);      
}        
bit tmrbit (void)       //讀一位//
 {                          
  unsigned int i;      
  bit dat;     
  TMDAT = 0;
  i++;      
  TMDAT = 1;
  i++; i++;  //微量延時   //
  dat = TMDAT;    
 for(i=0;i<8;i++);
  return (dat);     
 }        
unsigned char tmrbyte (void)        //讀一個位元組
  {                
  unsigned char i,j,dat;     
  dat = 0;      
  for (i=1;i<=8;i++)     
  { j = tmrbit();  dat = (j << 7) | (dat >> 1); }        
   return (dat);  
}        
void tmwbyte (unsigned char dat)     //寫一個位元組
{                      
  unsigned char j,i;     
  bit testb;      
  for (j=1;j<=8;j++)     
  { testb = dat & 0x01;    
   dat = dat >> 1;     
   if (testb)    
   {   TMDAT = 0;         //寫0 
     i++; i++;                             
    TMDAT = 1;   
    for(i=0;i<8;i++); }
         
   else      
  {  TMDAT = 0;         //寫0
     for(i=0;i<8;i++);
  TMDAT = 1;    
     i++; i++;}                              
}       
} 
void tmstart (void)       //發送ds1820 開始轉換
  {  tmreset();  //複位    
  dmsec(1);  //延時   
  tmwbyte(0xcc);  //跳過序列號命令  
  tmwbyte(0x44);  //發轉換命令 44H,
  }        
void tmrtemp (void)       //讀取溫度
    {                         
  unsigned char a,b;
  tmreset ();  //複位    
  dmsec (1);  //延時    
  tmwbyte (0xcc);  //跳過序列號命令  
  tmwbyte (0xbe);  //發送讀取命令    
  a = tmrbyte ();  //讀取低位溫度   
  b = tmrbyte ();   //讀取高位溫度          
  if(b>0x7f)      //最高位為1時溫度是負
  {a=~a;   b=~b+1;       //補碼轉換，取反加一
   fg=0;      //讀取溫度為負時fg=0
       }
  sdata = a/16+b*16;      //整數部分
  xiaoshu1 = (a&0x0f)*10/16; //小數第一位
  xiaoshu2 = (a&0x0f)*100/16%10;//小數第二位
  xiaoshu=xiaoshu1*10+xiaoshu2; //小數兩位
} 
void DS18B20PRO(void)        
{  tmstart();     
  //dmsec(5);  //如果是不斷地讀取的話可以不延時 //
  tmrtemp();  //讀取溫度,執行完畢溫度將存於TMP中 //
}          
void Led()
{
   if(fg==1)   //溫度為正時顯示的數據
   {   P2=P2&0xef;
    P0=seg7code[sdata/10];           //輸出十位數
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xdf; 
    P0=seg7code[sdata%10]|0x80; //輸出個位和小數點
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xbf;
    P0=seg7code[xiaoshu1];   //輸出小數點后第一位
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0x7f;
    P0=seg7code[xiaoshu2];       //輸出小數點后第二位
    Delay(4); P2=P2|0xf0;
   }
   if(fg==0)  //溫度為負時顯示的數據
   {   P2=P2&0xef;
    P0=seg7code[11];           //負號
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xdf; 
    P0=seg7code[sdata/10]|0x80; //輸出十位數
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0xbf;
    P0=seg7code[sdata%10];   //輸出個位和小數點
    Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P2&0x7f;
    P0=seg7code[xiaoshu1];       //輸出小數點后第一位
    Delay(4); P2=P2|0xf0;
   }
}
main()
{fg=1;
 while(1)
 {
  DS18B20PRO();
  Led();
 }
}