PIC16F877A驱动DS18B20温度收集芯片

今日开端驱动DS18B20温度搜集芯片！

从网上搜集的材料

DS18B20的内部结构

DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非蒸发的温度报警触发器TH和TL、装备寄存器。DS18B20的管脚摆放如下:

DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方法时接地）。

光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它能够看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的摆放是：开端8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20本身的序列号，最终8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就能够完结一根总线上挂接多个DS18B20的意图。

DS18B20中的温度传感器可完结对温度的丈量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数方法供给，以0.0625℃/LSB方法表达，其间S为符号位。

这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，假如测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实践温度；假如温度小于0，这5位为1，测到的数值需求取反加1再乘于0.0625即可得到实践温度。

例如+125℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃的数字输出为FF6FH，-55℃的数字输出为FC90H。

DS18B20温度传感器的存储器

DS18B20温度传感器的内部存储器包含一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者寄存高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。

暂存存储器包含了8个接连字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性复制，第五个字节是结构寄存器的易失性复制，这三个字节的内容在每一次上电复位时被改写。第六、七、八个字节用于内部核算。第九个字节是冗余查验字节。

该字节各位的含义如下：

TM R1 R0 1 1 1 1 1

低五位一向都是1 ，TM是测验形式位，用于设置DS18B20在作业形式仍是在测验形式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）

分辨率设置表:

依据DS18B20的通讯协议，主机操控DS18B20完结温度转化有必要通过三个过程：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最终发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预订的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后开释，DS18B20收到信号后等候16～60微秒左右，后宣布60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表明复位成功。

DS1820运用中留意事项

　　DS1820尽管具有测温体系简略、测温精度高、衔接便利、占用口线少等长处，但在实践运用中也应留意以下几方面的问题：

　　(1)较小的硬件开支需求相对杂乱的软件进行补偿，因为DS1820与微处理器间选用串行数据传送，因而，在对DS1820进行读写编程时，有必要严厉的确保读写时序，否则将无法读取测温成果。在运用PL/M、C等高档言语进行体系程序设计时，对DS1820操作部分最好选用汇编言语完结。

　　(2)在DS1820的有关材猜中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题，简单使人误认为能够挂恣意多个DS1820，在实践运用中并非如此。当单总线上所挂DS1820超越8个时，就需求处理微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温体系设计时要加以留意。

　　(3)衔接DS1820的总线电缆是有长度约束的。实验中，当选用一般信号电缆传输长度超越50m时，读取的测温数据将发生过错。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯间隔可达150m，当选用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯间隔进一步加长。这种状况主要是由总线分布电容使信号波形发生畸变形成的。因而，在用DS1820进行长间隔测温体系设计时要充分考虑总线分布%&&&&&%和阻抗匹配问题。

　　(4)在DS1820测温程序设计中，向DS1820宣布温度转化指令后，程序总要等候DS1820的回来信号，一旦某个DS1820触摸欠好或断线，当程序读该DS1820时，将没有回来信号，程序进入死循环。这一点在进行DS1820硬件衔接和软件设计时也要给予必定的注重。

通过1天半的奋战总算完结了DS18B20组网的驱动！不过仅仅两点的组网，不过多点组网应该也不存在技术上难题！

下面是驱动程序

头文件

#ifndef DS18B20_H
#define DS18B20_H
#include “main.h”
//define port and port direction registor
#define Dout RD0
#define DoutDir TRISD0
//define command word
#define ROM_READ 0x33
#define ROM_MATCH 0x55
#define ROM_SKIP 0xCC
#define ROM_SERCH 0xF0
#define ROM_ALARM 0xEC

#define MEM_WRITE 0x4E
#define MEM_READ 0xBE
#define MEM_COPY 0x48
#define MEM_CONVERT 0x44
#define MEM_RECALL 0xB8
#define POWER_READ 0xB4
//define function
void configure_ds18b20(uchar flag) ;//configure the accuration of thermometer
uchar init_ds18b20() ;//初始化ds18b20
uchar read_ds18b20() ;//read a byte from ds18b20
void write_ds18b20(uchar data) ;//write a byte to ds18b20
void get_sequence(uchar *seq) ;//acquire the rom sequence of ds18b20
char get_configure() ;//acquire the configuration of accuration of thermometer
uint get_temp() ;//capture temperature from ds18b20
float process_temp(uint data) ;//process the return value of the get_temp function

void start_convert() ;//start thermometer convert
uint read_temp() ;
void match_rom(uchar data[8]) ;
uint test(const uchar *data) ;//read temperature from ds18b20 specified by data
#endif

子程序

#include “ds18b20.h”

const char crc_code[256]={
0, 94, 188, 226, 97, 63, 221, 131, 194, 156, 126, 32, 163, 253, 31, 65,
157, 195, 33, 127, 252, 162, 64, 30, 95, 1, 227, 189, 62, 96, 130, 220,
35, 125, 159, 193, 66, 28, 254, 160, 225, 191, 93, 3, 128, 222, 60, 98,
190, 224, 2, 92, 223, 129, 99, 61, 124, 34, 192, 158, 29, 67, 161, 255,
70, 24, 250, 164, 39, 121, 155, 197, 132, 218, 56, 102, 229, 187, 89, 7,
219, 133, 103, 57, 186, 228, 6, 88, 25, 71, 165, 251, 120, 38, 196, 154,
101, 59, 217, 135, 4, 90, 184, 230, 167, 249, 27, 69, 198, 152, 122, 36,
248, 166, 68, 26, 153, 199, 37, 123, 58, 100, 134, 216, 91, 5, 231, 185,
140, 210, 48, 110, 237, 179, 81, 15, 78, 16, 242, 172, 47, 113, 147, 205,
17, 79, 173, 243, 112, 46, 204, 146, 211, 141, 111, 49, 178, 236, 14, 80,
175, 241, 19, 77, 206, 144, 114, 44, 109, 51, 209, 143, 12, 82, 176, 238,
50, 108, 142, 208, 83, 13, 239, 177, 240, 174, 76, 18, 145, 207, 45, 115,
202, 148, 118, 40, 171, 245, 23, 73, 8, 86, 180, 234, 105, 55, 213, 139,
87, 9, 235, 181, 54, 104, 138, 212, 149, 203, 41, 119, 244, 170, 72, 22,
233, 183, 85, 11, 136, 214, 52, 106, 43, 117, 151, 201, 74, 20, 246, 168,
116, 42, 200, 150, 21, 75, 169, 247, 182, 232, 10, 84, 215, 137, 107, 53
};
uchar init_ds18b20()
{
uchartemp=0 ;
DoutDir=0 ;
Dout=1 ;
DelayUs(1) ;
Dout=0 ;
DelayUs(600) ;
Dout=1 ;
DoutDir=1 ;
while(Dout) ;
while(!Dout) ///这儿运用了超时设置
{
DelayUs(24)
if(temp==10)
{
if(Dout)
{
DoutDir=0 ;
return 1 ;
}
else
{
return 0 ;
}
}
temp++ ;
}
DoutDir=0 ;
return 1 ;
}

uchar read_ds18b20()
{
uchar temp,i ;
temp= 0 ;
DoutDir=0 ;
for(i=0;i<8;i++)
{
Dout=1 ;
DelayUs(1) ;
temp=temp>>1 ;
Dout=0 ;
DelayUs(1) ;
Dout=1 ;
DoutDir=1 ;
DelayUs(8) ;
if(Dout)
temp=temp|0x80 ;
DelayUs(60) ;
DoutDir=0 ;
}
Dout=1 ;
return temp ;
}

void write_ds18b20(uchar data)
{
uchar temp ,i ;
DoutDir=0 ;
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=data&0x01 ;
if(temp)
{
Dout=0 ;
DelayUs(2) ;
Dout=1 ;
DelayUs(57) ;
}
else
{
Dout=0 ;
DelayUs(57) ;
Dout=1 ;
DelayUs(2) ;
}
data=data>>1 ;
}
Dout=1 ;
}

uint get_temp()
{
uchar th,tl ;
uint temp ;
th=0 ;
tl=0 ;
init_ds18b20() ;
write_ds18b20(ROM_SKIP) ;
write_ds18b20(MEM_CONVERT) ;
init_ds18b20() ;
write_ds18b20(ROM_SKIP) ;
write_ds18b20(MEM_READ) ;
tl=read_ds18b20() ;
th=read_ds18b20() ;
if(!(th&0xf0))
{
th=th&07 ;
temp=th*256+tl ;
return temp ;
}
else
{th=th&0x07 ;
temp=th*256+tl ;
return temp ;
}
}

void get_sequence(uchar *seq)
{
uchar i ;
uchar *temp ;
temp=seq ;
init_ds18b20() ;
write_ds18b20(ROM_READ) ;
for(i=0;i<8;i++)
{
*temp++=read_ds18b20() ;
}
return ;
}

char get_configure()
{
char temp,i ;
i=0 ;
init_ds18b20() ;
write_ds18b20(ROM_SKIP) ;
write_ds18b20(MEM_READ) ;
temp=0 ;
while(++i)
{
temp=read_ds18b20() ;
if(i==5)
return temp ;
}
}

float process_temp(uint data)
{
return data*0.0625 ;
}

void configure_ds18b20(uchar flag)
{
uchar tmp1,tmp2 ;
init_ds18b20() ;
write_ds18b20(ROM_SKIP) ;
write_ds18b20(MEM_READ) ;
tmp1=read_ds18b20() ;
tmp2=read_ds18b20() ;
tmp1=read_ds18b20() ;//get TH
tmp2=read_ds18b20() ;//get Tl
init_ds18b20() ;// reset bus
write_ds18b20(ROM_SKIP) ;//skip rom
write_ds18b20(MEM_WRITE) ;//write command
write_ds18b20(tmp1) ;//
write_ds18b20(tmp2) ;//
switch(flag)
{
case 0 :
write_ds18b20(0x1F) ;
break ;
case 1 :
write_ds18b20(0x3F) ;
break ;
case 2 :
write_ds18b20(0x5F) ;
break ;
case 3 :
write_ds18b20(0x7F) ;
break ;
default :
write_ds18b20(0x1F) ;
break ;
}
init_ds18b20() ;//reset bus
write_ds18b20(ROM_SKIP) ;//skip rom
write_ds18b20(MEM_COPY) ;//copy ram to eeprom
write_ds18b20(MEM_RECALL) ;//recopy eeprom to ram
}

uchar crc_check(uchar *data)
{
uchar temp ,i;
uchar *p=data ;
//complement ;
temp=0 ;
for(i=0;i<7;i++)
{
temp=crc_code[temp^*p] ;
p++ ;
}
if(temp==data[7])
return 1 ;
else
return 0 ;
}

void start_convert()
{
init_ds18b20() ;
write_ds18b20(ROM_SKIP) ;
write_ds18b20(MEM_CONVERT) ;
}
uint read_temp()
{
uchar tl,th ;
uint temp ;
tl=0 ;
th=0 ;
//init_ds18b20() ;
//write_ds18b20(0xcc) ;//note that dont skip rom command here ;
write_ds18b20(MEM_READ) ;
tl=read_ds18b20() ;
th=read_ds18b20() ;
if(!(th&0xf0))
{
th=th&07 ;
temp=th*256+tl ;
return temp ;
}
else
{th=th&0x07 ;
temp=th*256+tl ;
return temp ;
}
}

void match_rom(uchar data[8])
{
//uchar *temp=data ;
uchar i ;
init_ds18b20() ;
write_ds18b20(ROM_MATCH) ;
for(i=0;i<8;i++)
write_ds18b20(data[i]) ;
}

uint test(const uchar *data)//留意这儿必定要用const关键字
{
uint temp ;
uchar t,tl,th;
tl=0 ;
th=0 ;
//start_convert() ;
init_ds18b20() ;
write_ds18b20(ROM_MATCH) ;
for(t=0;t<8;t++)
{
write_ds18b20(*data++) ;
}
write_ds18b20(MEM_READ) ;
tl=read_ds18b20() ;
th=read_ds18b20() ;

if(!(th&0xf0))
{
th=th&07 ;
temp=th*256+tl ;
return temp ;
}
else
{th=th&0x07 ;
temp=th*256+tl ;
return temp ;
}
}

主程序

#include
#include

#include “main.h”
#include “t232.h”

#include “ds18b20.h”
const uchar rom1[8]={0x28,0x94,0xB8,0x1A,0x02,0x00,0x00,0x6E} ;
const uchar rom2[8]={0x28,0x4B,0xE6,0x1A,0x02,0x00,0x00,0xB9} ;
void init_all()
{
asm(“clrwdt”);
init_232() ;
}

void main()
{
const char str[]=”hello world!” ;
uchar dat[16],td;
uint data[2] ;
init_all() ;
//get ID of DS18b20
//init_ds18b20() ;
//write_ds18b20(0x33) ;
//for(t=0;t<8;t++)
//{
//td=read_ds18b20() ;
//put_char(td) ;
//}

//configure_ds18b20(3) ;//configure the accuration of thermometer
//td=get_configure() ;
//put_char(td) ;

while(1)
{
start_convert() ;
data[0]=test(rom1) ;
data[1]=test(rom2) ;
DelayMs(70) ;
sprintf(dat,”temp1 %d temp2 %d”,data[0],data[1]) ;
send_str(dat) ;
}
}
运用DS18B20中简单呈现的问题：

1、读出的温度值不变，可能是硬件方面的问题，运用寄生电源方法很简单呈现这种问题！主张运用独立电源供电，一起别忘了接4.7K上拉电阻 ；

2、DS18B20读写时序很重要，其实驱动DS18B20只需求写好三个函数就能够了，一个初始化函数，一个读字节函数，一个写字节函数，假如这两个函数验证通过了，你也就成功了一半了，DS18B20的其他功用均是封装这3个函数来完结的！只需求依照功用的运用指令即可！