溫濕度傳感器和1602

1、溫濕度傳感器數(shù)字溫濕一體傳感器DHT111、概述 DHTxx 系列數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式測濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHTxx傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在 OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行輸出接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為各類

2、應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選則。本產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。 、產(chǎn)品特性 u 濕溫度傳感器的一體化結(jié)構(gòu)能相對的同時對相對濕度和溫度進行測量 。 u 數(shù)字信號輸出，從而減少用戶信號的預處理負擔。 u 單總線結(jié)構(gòu)輸出有效的節(jié)省用戶控制器的I/O口資源。并且，不需要額外電器元件。 u 獨特的單總數(shù)據(jù)傳輸線協(xié)議使得讀取傳感器的數(shù)據(jù)更加便捷。 u 全部校準。編碼方式為8位二進制數(shù)。 u 40bit 二進制數(shù)據(jù)輸出。其中濕度整數(shù)部分占1Byte，小數(shù)部分1Byte；溫度整數(shù)部分1Byte，小數(shù)部分1Byte。其中，濕度為高16位。最后1Byte為校驗和。 u 卓越

3、的長期穩(wěn)定性，超低功耗。 u 4引腳安裝，超小尺寸。 u 各型號管腳完全可以互換。 u 測量濕度范圍從20RH到90RH；測量溫度范圍從0到50。 u 適用范圍包括恒濕控制，消費家電類產(chǎn)品，溫濕度計等領域。 、外型與引腳排列 圖3.0 DHT11外型及管腳4、詳細引腳說明傳感器管腳方向識別：正面（有通氣孔的一面）看過去，從左到右依次為1、2、3、4腳。 表4.0：引腳說明 引腳號引腳名類型引腳說明1VCC電源正電源輸入，3V-5.5V DC2Dout輸出串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空空腳，擴展未用，請懸空4GND地接地，電源負極電源引腳，DHT11的供電電壓為 3.55.5V。傳感器上電后，要等待

4、1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間不要發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF 的電容，用以去耦濾波。 5、傳感器性能說明參數(shù)條件 Min Typ Max 單位 濕度分辨率1 1 1 %RH 8 Bit 重復性±1 %RH 精度25 ±4 %RH 050 ±5 %RH 互換性 可完全互換 量程范圍0 30 90 %RH 25 20 90 %RH 50 20 80 %RH 響應時間 1/e(63%)25，1m/s 空氣 6 10 15 S 遲滯 ±1 %RH 長期穩(wěn)定性 典型值 ±1 %RH/yr 溫度 分辨率 1 1 1 8

5、 8 8 Bit 重復性 ±1 精度 ±1 ±2 量程范圍 0 50 響應時間 1/e(63%) 6 30 S 6、連接接口說明 DHTxx數(shù)字濕溫度傳感器連接電路簡單，只需要占用控制器一個I/O口即可完成上下位的連接。典型應用電路如下圖所示。另外，建議連接線長度短于20時用5K上拉電阻,大于20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻，如圖5.0所示。圖6.0 典型電路連接 7、數(shù)據(jù)格式及處理 7.1、格式 數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式。即，單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）組成。一次通訊時間最大3ms,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)

6、部分,具體格式在下面說明。 DATA 用于微處理器與 DHTxx之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式, 當前小數(shù)部分用于以后擴展,現(xiàn)讀出為0。操作流程如下： 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。 數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗和 校驗和數(shù)據(jù)為前四個字節(jié)相加。 具體見表6.1： 濕度溫度校驗 整數(shù)小數(shù)整數(shù)小數(shù) 8Bit 8Bit8Bit8Bit8Bit 7.2、數(shù)據(jù)編碼及處理 傳感器數(shù)據(jù)輸出的是未編碼的二進制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)(濕度、溫度、整數(shù)、小數(shù))之間應該分開處理。如果，某次從傳感器中讀取如下5Byte數(shù)據(jù)：

7、byte4 byte3 byte2 byte1 byte0 00101101 00000000 00011100 00000000 01001001 整數(shù) 小數(shù) 整數(shù) 小數(shù) 校驗和 濕度 溫度 校驗和 由以上數(shù)據(jù)就可得到濕度和溫度的值，計算方法： humi (濕度)= byte4 . byte3=45.0 (RH) temp (溫度)= byte2 . byte1=28.0 ( ) jiaoyan(校驗)= byte4+ byte3+ byte2+ byte1=73 8、時序 DHT11傳感器是通過奧松電子有限公司開發(fā)的單總線協(xié)議和上位機（控制器）進行數(shù)據(jù)通信。DHTxx傳感器需要嚴格的讀寫協(xié)

8、議來確保數(shù)據(jù)的完整性。整個讀寫分為，上位機發(fā)送起始信號，上位機接收下位機發(fā)來的握手響應信號，讀0，和讀1四個步驟。所有的信號除主機啟動復位信號外，全部都由DHTxx產(chǎn)生。 通過單總線訪問DHTxx順序歸納如下： u 主機發(fā)開始信號 u 主機等待接收DHTxx響應信號 u 主機連續(xù)接收40Bit的數(shù)據(jù)和校驗和 u 數(shù)據(jù)處理8.1、主機復位信號和DHT響應信號 圖7.1 DHT復位時序用戶主機發(fā)送一次開始信號（低電平）DHT從低速模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機開始信號結(jié)束（拉高）后,DHT發(fā)送響應信號,送出40bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號采集,用戶可選擇讀取部分數(shù)據(jù)。注意：總線線空閑狀態(tài)為高電平，主

9、機把總線線拉低等待DHT響應,主機把總線線拉低必須大于18毫秒，保證DHT能檢測到起始信號。 DHT接收到主機的開始信號后,等待主機開始信號結(jié)束,然后發(fā)送低電平響應信號。主機發(fā)送開始信號結(jié)束后,延時等待20-40us后, 讀取DHT的回應信號,主機發(fā)送開始信號后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可，總線線由上拉電阻拉高。8.2、DHT開始發(fā)送數(shù)據(jù)流程 圖7.2 讀DHT數(shù)據(jù)流程主機發(fā)送開始信號后,延時等待20us-40us后讀取DHT的回應信號，讀取總線為低電平,說明DHT發(fā)送響應信號，DHT發(fā)送響應信號后，再把總線拉高,準備發(fā)送數(shù)據(jù),每一bit數(shù)據(jù)都以低電平開始,格式見下面圖示。如果讀取

10、響應信號為高電平,則DHT沒有響應,請檢查線路是否連接正常。 8.3、數(shù)字0信號表示方法 圖7.3 信號0時序圖 數(shù)字0表示方法為，首先DHT把總線拉低12-14us然后拉高，高電平保持時間在26-28us這個范圍內(nèi)。則此比特為0電平。 8.4、數(shù)字1信號表示方法 圖7.4 信號1時序圖 數(shù)字1表示方法為，首先DHT把總線拉低12-14us然后拉高，高電平保持時間在116-118us這個范圍內(nèi)。則此比特為1電平。 9、 測量分辨率 測量分辨率分別為 8bit（溫度）、8bit（濕度）。 10、電氣特性 VDD=5V，T = 25，除非特殊標注 參數(shù) 條件 min typmax單位 供電 DC

11、3 5 5.5V 供電電流 測量 0.5 2.5mA 平均 0.2 0.5mA 待機 100 150uA 采樣周期 秒 1 次 注:采樣周期間隔不得低于1秒鐘。 11、應用信息 11.1工作與貯存條件 超出建議的工作范圍可能導致高達3%RH的臨時性漂移信號。返回正常工作條后，傳感器會緩慢地向校準狀態(tài)恢復。要加速恢復進程/可參閱7.3小節(jié)的“恢復處理”。在非正常工作條件下長時間使用會加速產(chǎn)品的老化過程。 11.2暴露在化學物質(zhì)中 電阻式濕度傳感器的感應層會受到化學蒸汽的干擾，化學物質(zhì)在感應層中的擴散可能導致測量值漂移和靈敏度下降。在一個純凈的環(huán)境中，污染物質(zhì)會緩慢地釋放出去。下文所述的恢復處理將

12、加速實現(xiàn)這一過程。高濃度的化學污染會導致傳感器感應層的徹底損壞。 11.3恢復處理 置于極限工作條件下或化學蒸汽中的傳感器，通過如下處理程序，可使其恢復到校準時的狀態(tài)。在50-60和< 10%RH的濕度條件下保持2 小時（烘干）；隨后在20-30和>70%RH的濕度條件下保持 5小時以上。 11.4溫度影響 氣體的相對濕度，在很大程度上依賴于溫度。因此在測量濕度時，應盡可能保證濕度傳感器在同一溫度下工作。如果與釋放熱量的電子元件共用一個印刷線路板，在安裝時應盡可能將DHT11遠離電子元件，并安裝在熱源下方，同時保持外殼的良好通風。為降低熱傳導，DHT11與印刷電路板其它部分的銅鍍層

13、應盡可能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。 11.5光線 長時間暴露在太陽光下或強烈的紫外線輻射中，會使性能降低。 11.6配線注意事項 DATA信號線材質(zhì)量會影響通訊距離和通訊質(zhì)量,推薦使用高質(zhì)量屏蔽線。 12、封裝信息 13、 焊接信息 手動焊接，在最高260的溫度條件下接觸時間須少于10秒。 14、注意事項 (1)避免結(jié)露情況下使用。 (2)長期保存條件：溫度1040，濕度60以下。 例程：/*/ DHT11使用范例 /單片機 ： AT89S52 或 STC89C52RC / 功能 ：串口發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù) 波特率 9600 /硬件連接： P3.3口為通訊口連接DHT11,DHT11的電源和地

14、連接單片機的電源和地，單片機串口加MAX232連接電腦/*/#include <reg52.h>#include "stdio.h"#define LCD_DATA P1 /LCD1602 data transfer define#define uchar unsigned char /定義一下方便使用#define uint unsigned intsbit bit11=P33;sbit LCD_E = P34;sbit LCD_RS = P35; /1602 control define sbit RW = P36; void Delay_ms(unsign

15、ed int n); void Delay_us(unsigned char n); uchar U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;float F16T,F16RH; /用于最終讀取的溫濕度數(shù)據(jù)/* 名 稱：LCD_en_write(void) * 功 能：液晶使能* 入口參數(shù)：無* 出口參數(shù)：無* 范 例: 直接調(diào)用*CD_set_xy*/void LCD_en_write(void) /液晶使能 Delay_ms(1); LCD_E=1;/EN=1 Delay_ms(1); LCD_E=0;/EN=0/* 名

16、 稱：LCD_byte(abc); * 功 能：寫一個字符到 or called one byte to LCD中* 入口參數(shù)：* 出口參數(shù)：無*LCD_set_xy*/void LCD_byte(unsigned char abc) RW = 0; LCD_E = 0; LCD_DATA = abc; LCD_en_write();/* 名 稱：LCD_write_char(uchar cd,uchar ab） * 功 能：寫指令或數(shù)據(jù) 當寫ab時 應使cd=0 當cd不為0 則寫cd 且ab的賦值無效* 入口參數(shù)：cd:指令內(nèi)容ab:數(shù)據(jù)內(nèi)容 指令常量已在上面定義 但一般不用* 出口參數(shù)：

17、無* 范 例: LCD_write_char( 0, 'f'）*LCD_set_xy*/void LCD_write_char(uchar cd,uchar ab) / 寫數(shù)據(jù) /Delay_us(20); if(cd=0) LCD_RS=1; /RS=1,寫顯示內(nèi)容 LCD_byte(ab); else LCD_RS=0; /RS=0，寫命令 LCD_byte(cd); /* 名 稱：LCD_set_xy( uchar x, uchar y ) the optic sign flash?* 功 能：指定一個地址* 入口參數(shù)：X:橫坐標 Y：縱坐標 * 出口參數(shù)：無* 范 例:

18、 LCD_set_xy(5,1)*CD_set_xy*/void LCD_set_xy( uchar x, uchar y ) /寫地址函數(shù) unsigned char address; if (y=0) address =0x80+x; else address =0xc0+x; LCD_write_char( address, 0 ); /* 名 稱：LCD_write_str(uchar X,uchar Y,uchar *s)主函數(shù)調(diào)用* 功 能：在指定地址寫一個字符串 eg:Y=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.15。 X=0,1。* 入口參數(shù)：X:橫坐標 Y：縱坐標 *s

19、：字符串首地址* 出口參數(shù)：無* 范 例: LCD_write_str(1,1,uchar *s)*/void LCD_write_str(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char *s) LCD_write_char(0,' '); LCD_set_xy( X, Y ); /寫地址 while (*s) / 寫顯示字符 LCD_write_char( 0, *s );s +; /* 名 稱：Init_Lcd() 主函數(shù)調(diào)用* 功 能：Lcd初始化* 入口參數(shù)：無* 出口參數(shù)：無* 范 例: 在主函數(shù)中直接調(diào)用*/void In

20、it_Lcd() /LCD初始化 LCD_write_char(0x38,0); Delay_ms(1); LCD_write_char(0x38,0); Delay_ms(1); LCD_write_char(0x38,0); Delay_ms(1); LCD_write_char(0x0c,0); Delay_ms(1); LCD_write_char(0x06,0); Delay_ms(1); LCD_write_char(0x0c,0); Delay_ms(1); /在液晶中顯示浮點數(shù)函數(shù)LCD_value(unsigned char x,unsigned char y,float f

21、)unsigned char str15; /不能定義為char* str，數(shù)組長度一定要大于浮點數(shù)的總位數(shù)sprintf(str,"%.1f",f); /1表示小數(shù)位數(shù) 小數(shù)太多 自動四舍五入LCD_write_str( x, y, str);return 0;/ read 8 bits onice char COM(void) char i,U8temp,U8comdata; for(i=0;i<8;i+) while(!bit11); /表示讀取的高電位延時大于20多us 則讀取的是1 否則讀取的是0 Delay_us(35); /通過U8FLAG 可判斷bit

22、11 顯示數(shù)據(jù)的脈長U8temp=0; if(bit11)U8temp=1; while(bit11); U8comdata<<=1; U8comdata|=U8temp; /U8temp=1; return U8comdata;/-/-溫濕度讀取子程序 -/-/-以下變量均為全局變量-/-溫度高8位= U8T_data_H-/-溫度低8位= U8T_data_L-/-濕度高8位= U8RH_data_H-/-濕度低8位= U8RH_data_L-/-校驗 8位 = U8checkdata-/-調(diào)用相關子程序如下-/- Delay();, Delay_10us();,COM();

23、/-void getDHT11(void) /主機拉低18ms GO1: bit11=0; Delay_ms(20); bit11=1; /總線由上拉電阻拉高 主機延時60us Delay_us(60); /主機設為輸入 判斷從機響應信號 / bit11=1; /判斷從機是否有低電平響應信號 如不響應則跳出，響應則向下運行 if(!bit11) /T ! while(!bit11);/wait DHT goto high while(bit11); /數(shù)據(jù)接收狀態(tài) U8RH_data_H=COM(); U8RH_data_L=COM(); U8T_data_H=COM(); U8T_data_

24、L=COM(); U8checkdata=COM(); bit11=1; /數(shù)據(jù)校驗 if(U8T_data_H+U8T_data_L+U8RH_data_H+U8RH_data_L)!=U8checkdata) /if check wrong,read again goto GO1; /fi F16T=U8T_data_H+(float)U8T_data_L/256;/change integer to float F16RH=U8RH_data_H+(float)U8RH_data_L/256;/* 主函數(shù)*/void main () Init_Lcd(); LCD_write_str(0

25、,1,"abc"); /液晶預顯示測試 LCD_value(0,0,34.3); Delay_ms(2000); Init_Lcd(); while(1) getDHT11(); LCD_write_str(0,0,"T="); /顯示溫度 LCD_value(3,0,F16T); LCD_write_str(8,0,""C"); /字符" 應用轉(zhuǎn)義格式 LCD_write_str(0,1,"RH=");/顯示溫濕度 LCD_value(4,1,F16RH); LCD_write_str(9,1

26、,"%"); Delay_ms(500); /延時函數(shù)文件/以下為延時函數(shù) this is fit to old C51 12MHz, 12 devide freqencyvoid Delay_ms(unsigned int n)/毫秒延時 unsigned char j; while(n-) for(j=0;j<125;j+); void Delay_us(unsigned char n) /N us延時函數(shù) 精度 ±4us n=n/2; while(-n); 溫度傳感器DS18B20DS18B20的特性 DS18B20可以程序設定912位的分辨

27、率，精度為±0.5°C?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設定，及用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。省略了存儲用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)的EEPROM，精度降低為±2°C，適用于對性能要求不高，成本控制嚴格的應用，是經(jīng)濟型產(chǎn)品。DS18B20使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)。一、 DS18B20的主要特性（1）適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電    （2）獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器

28、連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊（3）DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫 （4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) （5）溫范圍55125，在-10+85時精度為±0.5 （6）可編程的分辨率為912位，對應的可分辨溫度分別為0.5、0.25、0.125和0.0625，可實現(xiàn)高精度測溫 （7）在9位分辨率時最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速

29、度更快 （8）測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以"一線總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 （9）負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。二、DS18B20的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。圖2： DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖三、DS18B20工作原理DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s減為750ms。 DS18B20

30、測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在55所對應的一個基數(shù)值。計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預置將重新被裝入，計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值。圖3

31、： DS18B20測溫原理框圖DS18B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件： （1）光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。 （2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625/LSB形式表達，其中S為符

32、號位。表1: DS18B20溫度值格式表這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。 例如+125的數(shù)字輸出為07D0H，+25.0625的數(shù)字輸出為0191H，-25.0625的數(shù)字輸出為FF6FH，-55的數(shù)字輸出為FC90H。 表2: DS18B20溫度數(shù)據(jù)表（3）DS18B20溫度傳感器的存儲器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非

33、易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。 （4）配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下：TMR1R011111表3： 配置寄存器結(jié)構(gòu)低五位一直都是"1"，TM是測試模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時被設置為12位）R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時間009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms表4： 溫度分辨率設置表四、 高速暫存存儲器 高速暫存存儲器由9個字節(jié)組成，

34、其分配如表5所示。當溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在高速暫存存儲器的第0和第1個字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如表1所示。對應的溫度計算：當符號位S=0時，直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當S=1時，先將補碼變?yōu)樵a，再計算十進制值。表?2是對應的一部分溫度值。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。寄存器內(nèi)容字節(jié)地址溫度值低位 （LS Byte）0溫度值高位 （MS Byte）1高溫限值（TH）2低溫限值（TL）3配置寄存器4保留5保留6保留7CRC校驗值8表5： DS18B20暫存寄存器分布根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機（單片機）控制

35、DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位操作，復位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，當DS18B20收到信號后等待1660微秒左右，后發(fā)出60240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。指 令約定代碼功 能讀ROM33H讀DS1820溫度傳感器ROM中的編碼（即64位地址）符合 ROM55H發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應的 DS1820 使之作出響應，為下一步對該 DS1820 的讀寫作準備

36、。搜索 ROM0FOH用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個數(shù)和識別 64 位 ROM 地址。為操作各器件作好準備。跳過 ROM0CCH忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發(fā)溫度變換命令。適用于單片工作。告警搜索命令0ECH執(zhí)行后只有溫度超過設定值上限或下限的片子才做出響應。指 令約定代碼功 能溫度變換44H啟動DS1820進行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時最長為750ms（9位為93.75ms）。結(jié)果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中。讀暫存器0BEH讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部RAM的3、4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。復制暫存器4

37、8H將RAM中第3 、4字節(jié)的內(nèi)容復制到EEPROM中。重調(diào) EEPROM0B8H將EEPROM中內(nèi)容恢復到RAM中的第3 、4字節(jié)。讀供電方式0B4H讀DS1820的供電模式。寄生供電時DS1820發(fā)送“ 0 ”，外接電源供電 DS1820發(fā)送“ 1 ”。五、DS18B20的應用電路DS18B20測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點。下面就是DS18B20幾個不同應用方式下的測溫電路圖： 1、DS18B20寄生電源供電方式電路圖如下面圖4所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量：在信號線DQ處于高電平期間把能量儲存在內(nèi)部電容里，在信號線處于

38、低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。獨特的寄生電源方式有三個好處：1）進行遠距離測溫時，無需本地電源2）可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM3）電路更加簡潔，僅用一根I/O口實現(xiàn)測溫要想使DS18B20進行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達到1mA，當幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進行多點測溫時，只靠4.7K上拉電阻就無法提供足夠的能量，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。因此，圖4電路只適應于單一溫度傳感器測溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。并且工作電源VCC必須保證在5V，

39、當電源電壓下降時，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會使溫度誤差變大。注： 站長曾經(jīng)就此電路做過實驗，在實驗中，降低電源電壓VCC，當?shù)陀?.5V時，測出的溫度值比實際的溫度高，誤差較大。當電源電壓降為4V時，溫度誤差有3之多，這就應該是因為寄生電源汲取能量不夠造成的吧，因此，站長建議大家在開發(fā)測溫系統(tǒng)時不要使用此電路。圖42、DS18B20寄生電源強上拉供電方式電路圖改進的寄生電源供電方式如下面圖5所示，為了使DS18B20在動態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應，當進行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到E2存儲器操作時，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲器或啟動溫

40、度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最多10S內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強上拉狀態(tài)。在強上拉方式下可以解決電流供應不走的問題，因此也適合于多點測溫應用，缺點就是要多占用一根I/O口線進行強上拉切換。圖5注意：在圖4和圖5寄生電源供電方式中，DS18B20的VDD引腳必須接地3、DS18B20的外部電源供電方式在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不需要強上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85。圖6：外

41、部供電方式單點測溫電路圖7：外部供電方式的多點測溫電路圖外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點，即使電源電壓VCC降到3V時，依然能夠保證溫度量精度。六、DS1820使用中注意事項 DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題： 1) 較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于DS18

42、20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS1820進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時，對DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 2) 在DS1820的有關資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個DS1820，在實際應用中并非如此。當單總線上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。 3) 連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電

43、纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達150m，當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用DS1820進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 4) 在DS1820測溫程序設計中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦某個DS1820接觸不好或斷線，當程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行DS1820硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。 測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接VCC

44、和地線，屏蔽層在源端單點接地。例程#include"reg52.h"#include"intrins.h"  #define unchar unsigned char#define unint unsigned intsbit rs=P20;sbit rw=P21;sbit en=P22;sbit DQ=P00;/DS18B20部分函數(shù)變量 unchar tempL,tempH;unint tmp;void reset();void writechar(unchar dat);unint readchar();unint readtempera

45、ture(); void delay(unint t);/液晶部分函數(shù)和變量void delay1();unint ttvoid wrcmd(unchar cmd);void wrdata(unchar date);void display();void lcdchus();void time(unint t);unchar temp2="temperature:"unchar temp3="000.0"/數(shù)碼管部分/sbit sda=P02;/sbit scl=P03;/sbit inter=P32;/unint n;/void shift();/un

46、char code  table=0x88;/*             寫DS18B20開始*/*    延時子函數(shù)*/void delay(unint t)  unint n; n=0;  while(n<t)     n+;  /*  DS18B20復位函數(shù)*/void reset()    DQ=1; /DQ先置高 

47、0;delay(8); /延時  DQ=0; /發(fā)送復位脈沖delay(85); /延時（>480us)DQ=1; /拉高數(shù)據(jù)線  delay(14); /等待（1560us)這里是等待DS18B20做出回應，如果回應DQ將變低， /MCU是在DQ拉高后開始監(jiān)視DQ的值的。 /*  DS18B20寫一個字節(jié)函數(shù)*/void writechar(unchar dat)    unint i;   for(i=8;i>0;i-)      DQ=0; /先將DQ拉低，

48、我們這里先不延時15us先，在下面的 delay(5)一起延了，         /因為時序圖它是一直保持低電平的  DQ=dat&0x01;/去數(shù)據(jù)的最低位，應為DS18B20是從低到高讀的   delay(5);/延時在60-120us之間   DQ=1; /將DQ拉高  dat>>=1;/右移一位      delay(4);/這里延時1us以上 /*   DS18B20讀一個字節(jié)函數(shù)*/unint readchar()  unchar i,dat=0;/這里要付初值  for (i=8;i>0;i-)     DQ=1;  /DQ稍微拉高，這不可有可無  delay(1);/延時小會，這里延時不嚴格   DQ=0;  /按照時序圖，將DQ拉低,先不延時，在下面delay(4)在一起延！  dat>>=1;/右移一位   DQ=1; /釋