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单片机编程 - 测温芯片DS18B20温度传感器详细解读

2016年05月12日 16:04 快易购 作者:佚名 用户评论(0

  第四部分:针对DS18B20的单片机编程

  针对DS18B20的编程,可以理解为总线控制器通过相关指令操作器件或者器件中的相应寄存器,从而完成器件也总线控制器的数据通信,所以要真正搞定 DS18B20的通讯编程,还需要详细的了解该芯片的各种寄存器结构、寄存器数据格式和相关的指令系统,下面我们就结合上面图示,说说DS18B20的内 部存储器结构。

  DS18B20的每个暂存器都有8bit存储空间,用来存储相应数据,其中byte0和byte1分别为温度数据的低位 和高位,用来储存测量到的温度值,且这两个字节都是只读的;byte2和byte3为TH、TL告警触发值的拷贝,可以在从片内的电可擦可编程只读存储器 EEPROM中读出,也可以通过总线控制器发出的[48H]指令将暂存器中TH、TL的值写入到EEPROM,掉电后EEPROM中的数据不会丢 失;byte4的配置寄存器用来配置温度转换的精确度(最大为12位精度);byte5、6、7为保留位,禁止写入;byte8亦为只读存储器,用来存储 以上8字节的CRC校验码。

  参考上面的DS18B20通讯指令图,即为DS18B20芯片中主要寄存器的数据格式和必要的个别标识位说 明,只要做到对寄存器数据精准的控制,就可以很容易的完成DS18B20的程序编写,而对于总线控制器发出的控制指令,我们需要知道,DS18B20的指 令包括ROM指令和功能指令,其中ROM指令用来进行ROM的操作,而功能指令则可以控制DS18B20完成温度转换,寄存器操作等功能性工作。一旦总线 控制器检测到一个存在脉冲,它就会发出一条 ROM指令,如果总线上挂载多只DS18B20,这些指令将利用器件独有的64位ROM片序列码选出特定的要进行操作的器件,同样,这些指令也可以识别哪 些器件符合报警条件等。在总线控制器发给要连接的DS18B20一条ROM指令后,就可以发送一条功能指令完成相关的工作了,也就是说,总线控制器在发起 一条DS18B20功能指令前,需要首先发出一条ROM指令。了解了这些功能指令的功能和用法,再对DS18B20编程就容易多了!~

  第五部分:DS18B20芯片的两点使用心得

  (1)对TH(高温触发寄存器)和TL(低温触发寄存器)的操作心得

  针对于DS18B20中TH(高温触发寄存器)和TL(低温触发寄存器),可以找到的代码资料很少,而如果在某一测温系统中需要用到TH和TL寄存器 时,其实不必觉得无从下手,参见本帖中的“DS18B20寄存器结构”,总线控制器的读操作将从位0开始逐步向下读取数据,直到读完位8,而且TH和TL 寄存器的内部结构和数据格式和片内其他寄存器是相同的,当然,针对TH和TL寄存器的读写和其他片内寄存器的读写也是相同的,所以在实际应用中,当 DS18B20初始化完成后,首先通过总线控制器发出的[B8H]指令将EEPROM中保存的数据召回到暂存器的TH和TL中,然后通过总线控制器发出的 “读时隙”对器件暂存器进行读操作,只要将读到的每8bit数据及时获取,就可以很容易地通过总线控制器读出TH和TL寄存器数据;总线控制器对器件的写 操作原理亦然,换句话说,只要掌握了其他寄存器的操作编程,就完全可以很容易地对TH和TL这两个报警值寄存器进行读写操作。同时,可以通过[48H]指 令将TH和TL寄存器数据拷贝到EEPROM中进行保存。

  (2)对DS18B20通讯时隙的掌握心得

  在由 DS18B20芯片构建的温度检测系统中,采用达拉斯公司独特的单总线数据通讯方式,允许在一条总线上挂载多个DS18B20,那么,在对DS18B20 的操作和控制中,由总线控制器发出的时隙信号就显得尤为重要。如下图所示,分别为DS18B20芯片的上电初始化时隙、总线控制器从DS18B20读取数 据时隙、总线控制器向DS18B20写入数据时隙的示意图,在系统编程时,一定要严格参照时隙图中的时间数据,做到精确的把握总线电平随时间(微秒级)的 变化,才能够顺利地控制和操作DS18B20。另外,需要注意到不同单片机的机器周期是不尽相同的,所以,程序中的延时函数并不是完全一样,要根据单片机 不同的机器周期有所改动。在平常的DS18B20程序调试中,若发现诸如温度显示错误等故障,基本上都是由于时隙的误差较大甚至时隙错误导致的,在对 DS18B20编程时需要格外注意。

  上电初始化时隙图

  数据读取时通讯总线的时隙图

  数据写入时通讯总线的时隙图

  好了,帖子写到这里,基本上算是告一段落了,我们描述了DS18B20测温芯片的封装、管脚定义、电路连接方式、内部寄存器的结构和数据格式、通信时隙和功能/控制指令,最后希望这篇帖子可以帮助到正在或者将要使用到DS18B20测温芯片的坛友,谢谢大家!

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( 发表人:林锦翔 )

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