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蓝桥杯篇---温度传感器 DS18B20

news 来源：原创 2025/6/12 15:53:24

文章目录

前言
DS18B20
1. DS18B20 引脚说明
2. 单总线通信协议
3. DS18B20 操作流程
- 初始化
- 写操作
- 读操作
4. 示例代码
5. 代码说明
6. 注意事项
总结

前言

以上就是今天要讲的内容，本文简单介绍了IAP15F2K61S2中温度传感器模块DS18B20的使用。

DS18B20

DS18B20 是一款数字温度传感器，采用单总线（1-Wire）通信协议。它具有以下特点：
温度范围：-55°C 到 +125°C
精度：±0.5°C（-10°C 到 +85°C）
分辨率：9 到 12 位可调
单总线接口：仅需一根数据线即可通信
供电方式：支持寄生电源或外部电源

1. DS18B20 引脚说明

VDD：电源正极（3V 到 5.5V）

VCC：芯片外部供电
VDD：芯片内部供电
VSS：接地

GND：电源地
DQ：数据线（单总线）

2. 单总线通信协议

单总线通信协议包括以下步骤：

初始化：主机发送复位脉冲，DS18B20 回应存在脉冲。
ROM 命令：用于选择特定设备（如跳过 ROM 命令）。
功能命令：用于配置传感器或读取数据（如启动温度转换、读取温度）。
数据传输：主机读取或写入数据。

3. DS18B20 操作流程

初始化

主机拉低总线至少 480µs。
主机释放总线，等待 DS18B20 回应存在脉冲（60µs 到 240µs）。
主机检测存在脉冲。

写操作

主机拉低总线至少 1µs。
主机发送 1 位数据（拉低总线 15µs 表示写 0，拉低总线 1µs 后释放总线表示写 1）。
主机释放总线，等待至少 45µs。

读操作

主机拉低总线至少 1µs。
主机释放总线，等待 15µs。
主机读取总线状态（低电平表示 0，高电平表示 1）。
主机等待至少 45µs。

4. 示例代码

以下代码展示了如何在 IAP15F2K61S2 上使用 DS18B20。

#include <reg52.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit DQ = P2^0;  // DS18B20 数据线

void Delay(uint us) {
    while (us--);
}

void DS18B20_Init() {
    DQ = 1;
    Delay(8);
    DQ = 0;
    Delay(80);  // 拉低总线至少 480µs
    DQ = 1;
    Delay(14);  // 等待 DS18B20 回应存在脉冲
    while (DQ); // 等待 DS18B20 释放总线
    Delay(20);
}

void DS18B20_WriteByte(uchar byte) {
    uchar i;
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        DQ = 0;
        DQ = byte & 0x01;
        Delay(5);  // 保持至少 15µs
        DQ = 1;
        byte >>= 1;
    }
}

uchar DS18B20_ReadByte() {
    uchar i, byte = 0;
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        DQ = 0;
        byte >>= 1;
        DQ = 1;
        if (DQ) byte |= 0x80;
        Delay(5);  // 保持至少 45µs
    }
    return byte;
}

void DS18B20_Start() {
    DS18B20_Init();
    DS18B20_WriteByte(0xCC);  // 跳过 ROM 命令
    DS18B20_WriteByte(0x44);  // 启动温度转换
}

float DS18B20_ReadTemp() {
    uchar tempL, tempH;
    int temp;
    float temperature;

    DS18B20_Init();
    DS18B20_WriteByte(0xCC);  // 跳过 ROM 命令
    DS18B20_WriteByte(0xBE);  // 读取温度命令

    tempL = DS18B20_ReadByte();  // 读取温度低字节
    tempH = DS18B20_ReadByte();  // 读取温度高字节

    temp = (tempH << 8) | tempL;  // 合并温度数据
    temperature = temp * 0.0625;  // 转换为实际温度值

    return temperature;
}

void main() {
    float temperature;

    while (1) {
        DS18B20_Start();  // 启动温度转换
        Delay(100000);    // 等待转换完成
        temperature = DS18B20_ReadTemp();  // 读取温度
        // 在此处添加显示或处理温度的代码
    }
}