基于51单片机+DS18B20温度测温器+LCD1602显示

DS18B20特性

1.独特的单总线接口，就需一条线则可实现双向通信（测温）

2.测温范围：-55℃~+125℃，可通过编程设定9—12位分辨率，对应分辨温度分别为0.5、0.25、0.125、0.0625℃。

3.支持多点组网（可连接多个DS18B20温度传感器），多个DS18B20可以并联（3或2线）实现多个组网测温，但注意超过8个要解决好供电问题，否则电压过低会导致传输不稳定，从而数据不准确。

4.工作电压：3.0~5.5V （寄生电源方式下可由数据线供电）

5.在使用过程中不需要外围电路，全部传感元件及转换电路都在芯片内了。（上拉电阻）

6.测温结果直接是数字量输出，单总线串行传送方式，同时可传送CRC校验码（校验数据采集是否正确），具有极强的抗干扰和纠错能力。

7.在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字。

8.负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁， 但不能正常工作。

封装形式与引脚说明

供电方式（外部电源供电、寄生电源供电、寄生电源强上拉）

内部结构

DS18B20内部结构如图所示，其中与操作有关的是：64位光刻ROM、温度传感器、9个字节的RAM存储器、EEPROM(温度报警寄存器TH和TL、配置寄存器)。

光刻ROM中64位序列号是出厂前就光刻好的，相当地址序列号。排列是低位开始，低8位（产品类型标号），接着48位（自身序列号，）相当于身份证号、最高8位（前面56位的循环亢余校验码）。

如果一条总线挂接多个DS18B20需要MCU（微控制器）通过单总线对多个DS18B20进行寻址。

温度存储格式及配置寄存器（模式和分辨率）

DS18B20温度传感器进行测温，测温是以16位的二进制形式提供。

存放格式：

16位中 低4位是温度的小数部分、最高5位是温度的正负（全为0为正，全为1为负），中间的7位则是温度的整数部分。小数部分十进制等于16进制乘0.0625。

例子：

注意：如果是负数温度，那么得按位取反+1。

比如数据为 1111 1100 1001 0000

首先低4位都为0.所以温度小数部分为0。最高5位为1，所以温度是负数，所以我们得按位取反才是正确的数， 温度的整数部分为 100 1001——>按位取反得：011 0110 再+1 则结果是 011 0111 ——>0x37(16进制)——>55℃（十进制）

配置寄存器

TM：测试模式位，用于设置是在工作方式还是测试模式。在DS18B20出厂时该位设为0，用户不要改动。

R1 R0:分辨率设置

DS18B20指令（ROM指令操作）

注：每个指令在写都是 低位在前 高位在后 DS18B20发送也是先发低位，再发高位。

比如发送跳过ROM指令（CCH） 二进制位：1100 1100 。发送顺序为

0、0 、1、1、 0、 0、 1、 1 。

指令的使用

多个DS18B20情况： 对某一个操作时，主机先逐个与DS18B20挂接-搜索ROM——（F0H），发出匹配ROM指令（55H），紧接着提供64位序列号，之后操作就是针对DS18B20的了。

单个DS18B20情况： 不需要搜索ROM指令，读ROM指令以及匹配ROM等操作，直接跳过ROM指令（CCH），温度转换（44H），读温度操作（8EH）。

注意事项

一、 DS18B20硬件是简单，但软件就比较复杂，特别是时序要求。

二、 连接DS18B20线长限制：部分资料显示：

采用普通信号电缆传输超50m时，测温数据不稳定。

采用带屏蔽层双绞线电缆，正常通讯距离可达到150m。

采用每米绞合次数更多的带屏蔽层双绞线电缆时，通讯距离进一步加长。

三、 距离长了测温要考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。

在测温程序设计中，一般如果硬件没什么问题，可以采用延时来跳过检测，但是如果要检测是否有应答要注意不要进入了死循环。

时序图

初始化

/*DS18B20初始化函数*/

void initDs18b20()

{

DS18B20 = 1;

delay20us();

DS18B20 = 0;   //拉低电平 

delay480us();  //480us-960us之间均可

DS18B20 = 1;   //拉高电平

delay50us();   //等待15us-60us

if(DS18B20 == 1) //如果未响应

{

ds18b20Flag = 1; //DS18B20未响应 标志位置1

}

delay240us();

}

写时序（写0或1）

/*DS18B20写命令函数*/

void ds18b20WriteData(unsigned char com)

{

unsigned char i;

for(i=0;i<8;i++)

{

DS18B20 = 0; //拉低电平

//延时至少1us

DS18B20 = com&0x01;

delay60us(); //至少60us直到周期结束

DS18B20 = 1;

com = com>>1; //右移一位

}

}

读时序（读0或1）

/*DS18B20读数据函数*/

unsigned char ds18b20ReadData()

{

unsigned char i;

unsigned char dat = 0; //接收数据

for(i=0;i<8;i++)

{

DS18B20 = 0;  //拉低电平至少1us

dat=dat>>1;   //右移一位

DS18B20 = 1; //释放总线

if(DS18B20 == 1) //如果是1

{

dat = dat|0x80;

}

delay45us(); //保持45us

DS18B20 = 1; //释放总线

}

return dat;

}

程序代码

每一次进行写ROM相关命令都记得初始化。

对于单个DS18B20我们可以直接跳过ROM指令 直接温度转换。读取温度

步骤：

1.初始化

2.跳过ROM指令

3.启动温度转换（需要时间）

4.延时（等待温度转换）

5.初始化 （记得每写ROM相关命令记得需要从初始化开始）

6.读取温度

7.显示温度

LCD1602显示温度

main.c（主函数）

#include

#include "delay.h"

#include "lcd1602.h"

sbit DS18B20 = P3^7; //DS18B20引脚

unsigned char ds18b20Flag; //DS18B20是否响应标志位

unsigned char temperature[2] = {''}; //存放温度整数和小数

unsigned char code array[14] = {"DS18B20 error!"};

unsigned char code array1[5] = {"Temp:"};

/*DS18B20初始化函数*/

void initDs18b20()

{

DS18B20 = 1;

delay20us();

DS18B20 = 0;   //拉低电平 

delay480us();  //480us-960us之间均可

DS18B20 = 1;   //拉高电平

delay50us();   //等待15us-60us

if(DS18B20 == 1) //如果未响应

{

ds18b20Flag = 1; //DS18B20未响应 标志位置1

}

delay240us();

}

/*DS18B20写命令函数*/

void ds18b20WriteData(unsigned char com)

{

unsigned char i;

for(i=0;i<8;i++)

{

DS18B20 = 0; //拉低电平

//延时至少1us

DS18B20 = com&0x01;

delay60us();

DS18B20 = 1;

com = com>>1;

}

}

/*DS18B20读数据函数*/

unsigned char ds18b20ReadData()

{

unsigned char i;

unsigned char dat = 0; //接收数据

for(i=0;i<8;i++)

{

DS18B20 = 0;  //拉低电平至少1us

dat=dat>>1;   //右移一位

DS18B20 = 1; //释放总线

if(DS18B20 == 1)

{

dat = dat|0x80;

}

delay45us(); //保持45us

DS18B20 = 1; //释放总线

}

return dat;

}

/*读取温度函数*/

void readTemperature()

{

unsigned char temperatureLow;  //温度低字节

unsigned char temperatureHigh; //温度高字节

unsigned char tempFlag = 0; //温度正负标志位

unsigned char disposeValue; //处理值

initDs18b20(); //初始化DS18B20

ds18b20WriteData(0xcc); //跳过ROM

ds18b20WriteData(0x44); //启动温度转换指令

//延时一段时间

delay800ms();

initDs18b20(); //每一次写命令都需要初始化

ds18b20WriteData(0xcc); //跳过ROM

ds18b20WriteData(0xbe); //读暂存器内容

temperatureLow = ds18b20ReadData(); //获取温度的第一个字节

temperatureHigh = ds18b20ReadData(); //获取温度的第二个字节

disposeValue = (temperatureHigh<<4)|(temperatureLow>>4);  //获取温度整数部分

if(disposeValue>=128)  //温度是负数

{

disposeValue = ~disposeValue+1;

tempFlag = 1;

}

temperature[0] = disposeValue; //温度整数

temperature[1] = temperatureLow & 0x0f; //温度小数 

}

void displayTemperature()

{

write_com(0x85);

write_data((temperature[0]/100) + 0x30); //温度百位

write_com(0x86);

write_data((temperature[0]/10%10) + 0x30); //温度十位

write_com(0x87);

write_data((temperature[0]%10) + 0x30);   //温度个位

write_com(0x88);

write_data('.');

write_com(0x89);

write_data((temperature[1]*10/16) + 0x30); //小数第一位

// write_data((tempterature[1]*625/1000));

write_com(0x8a);

write_data((temperature[1]*100/16%10) + 0x30); //小数第二位

// write_data((tempterature[1]*625/100%10));

/* 显示 ℃ */

write_com(0x8b);

write_data(0xdf);

write_com(0x8c); 

write_data('C');

}

void main()

{

unsigned char i;

init_lcd(); //初始化1602

write_com(0x80);

for(i=0;i<5;i++)

{

write_data(array1[i]);

}

while(1)

{

readTemperature();   //读取温度

if(ds18b20Flag == 1)  //如果初始化错误

{

for(i=0;i<14;i++)

{

write_com(0x80);

write_data(array[i]); //显示DS18B20 error!

}

}

else

{

displayTemperature(); //温度显示

}

}

}

项目展示