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蓝桥杯篇---温度传感器 DS18B20

news 来源：原创 2025/9/21 10:36:48

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

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 intsbit 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 480µsDQ = 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 15µsDQ = 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}
}

5. 代码说明

DS18B20_Init()：初始化 DS18B20。
DS18B20_WriteByte()：向 DS18B20 写入一个字节。
DS18B20_ReadByte()：从 DS18B20 读取一个字节。
DS18B20_Start()：启动温度转换。
DS18B20_ReadTemp()：读取温度并转换为实际温度值。

6. 注意事项

延时：确保延时准确，以满足单总线时序要求。
电源：如果使用寄生电源，需要在温度转换期间提供足够的上拉电流。
分辨率：DS18B20 的分辨率可以通过配置寄存器进行调整，默认分辨率为 12 位。

通过以上代码，你可以在 IAP15F2K61S2 上实现对 DS18B20 的温度读取操作。

总结

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