AT89C52單片機(jī)與DS18B20的接口電路及源代碼

本文將介紹51單片機(jī)AT89C52與溫度傳感器芯片DS18B20構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)，并提供源程序供讀者參考.其測(cè)量的溫度精度達(dá)到0.1度，測(cè)量的溫度的范圍在－20度到＋50度之間，用4位數(shù)碼管顯示出來(lái)。

硬件電路原理圖

圖2 AT89S52與DS18B20組成的測(cè)溫系統(tǒng)原理圖
工作原理
DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)。DS18B20產(chǎn)品的特點(diǎn)
（1）、只要求一個(gè)I/O口即可實(shí)現(xiàn)通信。
（2）、在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。
（3）、實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。
（4）、測(cè)量溫度范圍在－55。C到＋125。C之間。
（5）、數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。
（6）、內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。
DS18B20詳細(xì)引腳功能描述1 GND地信號(hào)；2 DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開(kāi)漏單總線接口引腳。當(dāng)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(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。
DS18B20的使用方法。由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì)AT89S51單片機(jī)來(lái)說(shuō)，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì)DS18B20芯片的訪問(wèn)。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫(xiě)時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。
C語(yǔ)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(shí)程序
{while( tc != 0 )
{unsigned int i;
for(i=0; i100; i );
tc--;}
}
sbit TMDAT =P3^1; //DS18B20的數(shù)據(jù)輸入/輸出腳DQ,根據(jù)情況設(shè)定
unsigned int sdata;//測(cè)量到的溫度的整數(shù)部分
unsigned char xiaoshu1;//小數(shù)第一位
unsigned char xiaoshu2;//小數(shù)第二位
unsigned char xiaoshu;//兩位小數(shù)
bit fg=1; //溫度正負(fù)標(biāo)志
void dmsec (unsigned int count) //延時(shí)部分
{
unsigned char i;
while(count--)
{for(i=0;i115;i );}
}
void tmreset (void) //發(fā)送復(fù)位
{
unsigned char i;
TMDAT=0; for(i=0;i103;i );
TMDAT = 1; for(i=0;i4;i );
}
bit tmrbit (void) //讀一位//
{
unsigned int i;
bit dat;
TMDAT = 0;
i ;
TMDAT = 1;
i ; i ; //微量延時(shí) //
dat = TMDAT;
for(i=0;i8;i );
return (dat);
}
unsigned char tmrbyte (void) //讀一個(gè)字節(jié)
{
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(xiě)一個(gè)字節(jié)
{
unsigned char j,i;
bit testb;
for (j=1;j=8;j )
{ testb = dat 0x01;
dat = dat >> 1;
if (testb)
{ TMDAT = 0; //寫(xiě)0
i ; i ;
TMDAT = 1;
for(i=0;i8;i ); }

else
{ TMDAT = 0; //寫(xiě)0
for(i=0;i8;i );
TMDAT = 1;
i ; i ;}
}
}
void tmstart (void) //發(fā)送ds1820 開(kāi)始轉(zhuǎn)換
{ tmreset(); //復(fù)位
dmsec(1); //延時(shí)
tmwbyte(0xcc); //跳過(guò)序列號(hào)命令
tmwbyte(0x44); //發(fā)轉(zhuǎn)換命令 44H,
}
void tmrtemp (void) //讀取溫度
{
unsigned char a,b;
tmreset (); //復(fù)位
dmsec (1); //延時(shí)
tmwbyte (0xcc); //跳過(guò)序列號(hào)命令
tmwbyte (0xbe); //發(fā)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(shí)溫度是負(fù)
{a=~a; b=~b 1; //補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換，取反加一
fg=0; //讀取溫度為負(fù)時(shí)fg=0
}
sdata = a/16 b*16; //整數(shù)部分
xiaoshu1 = (a0x0f)*10/16; //小數(shù)第一位
xiaoshu2 = (a0x0f)*100/16;//小數(shù)第二位
xiaoshu=xiaoshu1*10 xiaoshu2; //小數(shù)兩位
}
void DS18B20PRO(void)
{ tmstart();
//dmsec(5); //如果是不斷地讀取的話可以不延時(shí) //
tmrtemp(); //讀取溫度,執(zhí)行完畢溫度將存于TMP中 //
}
void Led()
{
if(fg==1) //溫度為正時(shí)顯示的數(shù)據(jù)
{ P2=P20xef;
P0=seg7code[sdata/10]; //輸出十位數(shù)
Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P20xdf;
P0=seg7code[sdata]|0x80; //輸出個(gè)位和小數(shù)點(diǎn)
Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P20xbf;
P0=seg7code[xiaoshu1]; //輸出小數(shù)點(diǎn)后第一位
Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P20x7f;
P0=seg7code[xiaoshu2]; //輸出小數(shù)點(diǎn)后第二位
Delay(4); P2=P2|0xf0;
}
if(fg==0) //溫度為負(fù)時(shí)顯示的數(shù)據(jù)
{ P2=P20xef;
P0=seg7code[11]; //負(fù)號(hào)
Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P20xdf;
P0=seg7code[sdata/10]|0x80; //輸出十位數(shù)
Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P20xbf;
P0=seg7code[sdata]; //輸出個(gè)位和小數(shù)點(diǎn)
Delay(8); P2=P2|0xf0; P2=P20x7f;
P0=seg7code[xiaoshu1]; //輸出小數(shù)點(diǎn)后第一位
Delay(4); P2=P2|0xf0;
}
}
main()
{fg=1;
while(1)
{
DS18B20PRO();
Led();
}
}