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温度传感器DS18B20与51单片机接口及应用

温度传感器DS18B20与51单片机接口及应用

点击数:7407 次   录入时间:03-04 11:45:20   整理:http://www.55dianzi.com   元器件特点及应用

    5.测温分辨率高,当选用12位转换位数时,温度分辨率可达0.0625℃。
    6.数字量的转换精度及转换时间可通过简单的编程来控制:9位精度的转换时间为93.75 ms:10位精度的转换时间187.5ms:12位精度的转换时间750ms。
    7.具有非易失性上、下限报警设定的功能,用户可方便地通过编程修改上、下限的数值。
    8.可通过报警搜索命令识别哪片DS18820采集的温度超越上、下限。

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    VDD:外接供电电源输入端(在寄生电源接线时此脚应接地)。

    (二)内部结构简要介绍:

    DS18820的内部结构如图3所示:主要有64位光刻ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL、配置寄存器等组成。

    1.64位光刻ROM是生产厂家给每一个出厂的DS18820命名的产品序列号,可以看作为该器件的地址序列号。其作用是使每一个出厂的DS18820地址序列号都各不相同,这样,就可以实现一根总线上挂接多个DS18820的目的。

    2.DS18820中的温度传感器完成对温度的测量,输出格式为:16位符号扩展的二进制补码。当测温精度设置为12位时,分辨率为O.0625℃,即O.0625℃/LSB。其二进制补码格式如图2所示。

    其中,S为符号位,S=1,表示温度    为负值;S=0,表示温度为正值。例如+125℃的数字输出为07D0H,-55℃的数字输出为FC90H。一些温度值对应的数字输出如图4所示。

    3.DS18820中的低温触发器TL、高温触发器TH,用于设置低温、高温的报警数值。DS18820完成一个周期的温度测量后,将测得的温度值和TL、TH相比较,如果小于TL,或大于TH,则表示温度越限,将该器件内的告警标志位置位,并对主机发出的告警搜索命令作出响应。需要修改上、下限温度值时,只需使用一个功能命令即可对TL、TH写入,十分方便。

    4.DS18820中的高速暂存器是一个9字节的存储器,其含意如图5所示。

    开始两个字节为被测温度的数字量,其含义如图2所示。第3、4、5字节分别为TH、TL、配置寄存器的复制,每一次上电复位时被重写。配置寄存器有R0、R1组成,其值决定温度转换的精度位数、转换时间等,含义如图6所示。第7字节为测温计数的剩余值。第8字节为测温时每度的计数值。第9 字节读出的是前8个字节的CRC校验码,通过此码,可判断通讯是否正确。


 

 



 



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    3.查询命令(0F0H):该命令可查询总线上DS18B20的数目及其64位序列号。

    4.跳过ROM序列号检测命令(OCCH):该命令允许主机跳过ROM序列号检测而直接对寄存器操作,该命令仅限于单个DS18820在线的情况。

    5. 报警查询命令(0ECH):只有报警标志置位后,DS18B20才相应该命令。

    (二)存储器操作命令: 

    1.写入命令(4EH):该命令可写入寄存器的第2、3、4字节,即高低温寄存器和配置寄存器。

    复位信号发出之前,三个字节必须写完。

    2.读出命令(0BEH):该命令可读出寄存器中的内容,复位命令可终止读出。

    3.开始转换命令(44H):该命令使DS18B20立即开始温度转换,当温度转换正在进行时,主机这时读总线将收到O;当温度转换结束时,主机这时读总线将收到1。若用信号线给DS18820供电,则主机发出转换命令后,必须提供至少相应于分辨率的温度转换时间的上拉电平。

    4.回调命令(088H):该命令把EEROM中的内容写到寄存器TH、TL  及配置寄存器中。DS18820上电时能  自动写入。

    5.复制命令(48H):该命令把寄存器TH、TL及配置寄存器中的内容写到EEROM中。

    6读电源标志命令(084H):主机  发出该命令后,DS18B20将进行响应,  发送电源标志,信号线供电发O,外接  电源发1。

    (三)DS18820的复位及读写时序:

    1.复位:对DS18B20操作之前,首先要将它复位。复位时序为:

    (1)主机将信号线置为低电平,时间为480~960μ S。

    (2)主机将信号线置为高电平,时间为15~60 μS。

    (3)DS18B20发出60~240μS  的低电平作为应答信号。主机收到此信 号后,才能对DS18820作其它操作。

    2.写操作:主机将信号线从高电平  拉至低电平,产生写起始信号。从信号  线的下降沿开始,在15~60 μS的时  间内DS18820对信号线检测,如信号  线为高电平,则写1,如信号线为O,则  写0,从而完成了一个写周期。在开始  另一个写周期前,必须有1 μ S以上的  高电平恢复期。

    3.读操作:主机将信号线从高电平  拉低至低电平1 μ S以上,再使数据线  升为高电平,产生读起始信号。从主机  将信号线从高电平拉低至低电平起15~60 μS的时间内,DS18820将数据放到信号线上,供主机读取。从而完成了一个读周期。在开始另一个读周期前,必须有1 μ S以上的高电平恢复期。



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