51单片机STC89C52RC与DS18B20温度传感器的详细教程

51单片机STC89C52RC与DS18B20温度传感器的详细教程

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/oopxiajun2011/article/details/140076286

本教程将详细介绍如何使用51单片机STC89C52RC与DS18B20温度传感器进行温度检测，并通过LCD1602显示屏实时显示温度值。

一、STC单片机模块

二、温度传感器DS18B20

2.1 DS18B20简介

DS18B20是一种常见的数字温度传感器，其控制命令和数据都是以数字信号的方式输入输出，相比较于模拟温度传感器，具有功能强大、硬件简单、易扩展、抗干扰性强等特点。

• 测温范围：-55°C 到 +125°C
• 通信接口：1-Wire（单总线）只需1个接口引脚即可通信
• 其它特征：可形成总线结构、内置温度报警功能、可寄生供电

2.2 位置和电路图

2.3 内部结构

• 64-BIT ROM：作为器件地址，用于总线通信的寻址
• SCRATCHPAD（暂存器）：用于总线的数据交互
• EEPROM：用于保存温度触发阈值和配置参数

2.4 存储结构

高速暂存器由9个字节组成：

• 字节0~1：温度存储器，用来存储转换好的温度。第0个字节存储温度低8位，第一个字节存储温度高8位
• 字节2~3：用户用来设置最高报警和最低报警值(TH和TL)
• 字节4：配置寄存器，用来配置转换精度，可以设置为9~12 位
• 字节5~7：保留位。芯片内部使用
• 字节8：CRC校验位。是64位ROM中的前56位编码的校验码。由CRC发生器产生。

2.5 读取与计算

DS18B20采用16位补码的形式来存储温度数据，温度是摄氏度。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。

2.3 单总线

2.3.1 线路规范

• 设备的DQ均要配置成开漏输出模式
• DQ添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右
• 若此总线的从机采取寄生供电，则主机还应配一个强上拉输出电路

2.3.2 初始化时序

初始化：主机将总线拉低至少480us，然后释放总线，等待1560us后，存在的从机会拉低总线60240us以响应主机，之后从机将释放总线

/**
 * 函    数：单总线初始化
 * 参    数：无
 * 返 回 值：从机响应位，0为响应，1为未响应
 */
unsigned char OneWire_Init(void)
{
    unsigned char i;
    unsigned char AckBit;
    EA=0;
    OneWire_DQ=1;
    OneWire_DQ=0;
    i = 247;while (--i);		//Delay 500us
    OneWire_DQ=1;
    i = 32;while (--i);			//Delay 70us
    AckBit=OneWire_DQ;
    i = 247;while (--i);		//Delay 500us
    EA=1;
    return AckBit;
}

2.3.3 发送一位时序

发送一位：主机将总线拉低60120us，然后释放总线，表示发送0；主机将总线拉低115us，然后释放总线，表示发送1。从机将在总线拉低30us后（典型值）读取电平，整个时间片应大于60us

/**
 * 函    数：单总线发送一位
 * 参    数：Bit 要发送的位
 * 返 回 值：无
 */
void OneWire_SendBit(unsigned char Bit)
{
    unsigned char i;
    EA=0;
    OneWire_DQ=0;
    i = 4;while (--i);			//延时 10us
    OneWire_DQ=Bit;
    i = 24;while (--i);			//延时 50us
    OneWire_DQ=1;
    EA=1;
}

2.3.4 接收一位时序

接收一位：主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，并在拉低后15us内读取总线电平（尽量贴近15us的末尾），读取为低电平则为接收0，读取为高电平则为接收1 ，整个时间片应大于60us

/**
 * 函    数：单总线接收一位
 * 参    数：无
 * 返 回 值：读取的位
 */
unsigned char OneWire_ReceiveBit(void)
{
    unsigned char i;
    unsigned char Bit;
    EA=0;
    OneWire_DQ=0;
    i = 2;while (--i);			//Delay 5us
    OneWire_DQ=1;
    i = 2;while (--i);			//Delay 5us
    Bit=OneWire_DQ;
    i = 24;while (--i);			//Delay 50us
    EA=1;
    return Bit;
}

2.3.5 发送一个字节时序

发送一个字节：连续调用8次发送一位的时序，依次发送一个字节的8位（低位在前）

/**
 * 函    数：单总线发送一个字节
 * 参    数：Byte 要发送的字节
 * 返 回 值：无
 */
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{
    unsigned char i;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        OneWire_SendBit(Byte&(0x01<<i));
    }
}

2.3.6 接收一个字节时序

接收一个字节：连续调用8次接收一位的时序，依次接收一个字节的8位（低位在前）

/**
 * 函    数：单总线接收一个字节
 * 参    数：无
 * 返 回 值：接收的一个字节
 */
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void)
{
    unsigned char i;
    unsigned char Byte=0x00;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        if(OneWire_ReceiveBit()){Byte|=(0x01<<i);}
    }
    return Byte;
}

2.4 DS18B20数据操作

2.4.1 初始化

初始化：从机复位，主机判断从机是否响应

2.4.2 温度变换

ROM操作：ROM指令+本指令需要的读写操作
功能操作：功能指令+本指令需要的读写操作
温度变换：初始化→跳过ROM →开始温度变换

//DS18B20指令
#define DS18B20_SKIP_ROM			0xCC
#define DS18B20_CONVERT_T			0x44
#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD 	0xBE

/**
 * 函    数：DS18B20开始温度变换
 * 参    数：无
 * 返 回 值：无
 */
void DS18B20_ConvertT(void)
{
    OneWire_Init();
    OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
    OneWire_SendByte(DS18B20_CONVERT_T);
}

2.4.3 温度读取

温度读取：初始化→跳过ROM →读暂存器→连续的读操作

/**
 * 函    数：DS18B20读取温度
 * 参    数：无
 * 返 回 值：温度数值
 */
float DS18B20_ReadT(void)
{
    unsigned char TLSB,TMSB;
    int Temp;
    float T;
    OneWire_Init();
    OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
    OneWire_SendByte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);
    TLSB=OneWire_ReceiveByte();	//先接受低位
    TMSB=OneWire_ReceiveByte();	//在接受高位
    Temp=(TMSB<<8)|TLSB;		//高位和低位组合为1个数
    T=Temp/16.0;				//低4位为小数 等同于Temp*0.0625
    return T;
}

三、创建Keil项目

详细参考：51单片机STC89C52RC——创建Keil项目-CSDN博客

四、代码

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"

/**
 * 函    数：主函数
 * 参    数：无
 * 返 回 值：无
 */
void main()
{
    float T;
    DS18B20_ConvertT();		//上电先转换一次温度，防止第一次读数据错误
    Delay_ms(1000);			//等待转换完成
    LCD_Init();
    LCD_ShowString(1,1,"Temper");
    while(1)
    {
        DS18B20_ConvertT();	//转换温度
        T=DS18B20_ReadT();	//读取温度
        if(T<0)				//如果温度小于0
        {
            LCD_ShowChar(2,1,'-');	//显示负号
            T=-T;			//将温度变为正数
        }
        else				//如果温度大于等于0
        {
            LCD_ShowChar(2,1,'+');	//显示正号
        }
        LCD_ShowNum(2,2,T,3);		//显示温度整数部分
        LCD_ShowChar(2,5,'.');		//显示小数点
        LCD_ShowNum(2,6,(unsigned long)(T*10000)%10000,4);//显示温度小数部分
    }
}

详细请参考 Gitee《STC89C52RC: 51单片机学习资料、代码 -13-1 温度传感器DS18B20》

五、代码编译、下载到51单片机

代码编译请参考
《51单片机STC89C52RC——代码编译-CSDN博客》

代码下载请参考
《51单片机STC89C52RC——STCAI-ISP代码下载-CSDN博客》