溫度傳感器工作原理

1、<p><b>　　溫度傳感器設(shè)計</b></p><p><b>　　總體設(shè)計框圖</b></p><p>　　本方案設(shè)計的系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、數(shù)字溫度傳感器、數(shù)碼管顯示模塊組成，其總體架構(gòu)如下圖。</p><p><b>　　單片機系統(tǒng)</b></p><p>　　

2、本設(shè)計采用STC89C52單片機作為控制器，完成所有功能的控制，包括：</p><p>　　DS18B20數(shù)字溫度傳感器的初始化和讀取溫度值</p><p>　　LED數(shù)碼管顯示驅(qū)動與控制</p><p><b>　　數(shù)字溫度傳感器模塊</b></p><p><b>　　DS18B20性能</b>

3、</p><p>　　測溫范圍-55~+125℃，以0.5℃遞增</p><p>　　可編程的分辨率為9~12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃</p><p>　　溫度數(shù)字量轉(zhuǎn)換時間200ms，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字</p><p>　　DS18B20外形及引腳說明<

4、/p><p>　　DS18B20外形及引腳</p><p><b>　　GND：地</b></p><p>　　DQ：單線運用的數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳</p><p>　　VD：可選的電源引腳</p><p><b>　　軟件設(shè)計</b></p><p>&l

5、t;b>　　主程序模塊</b></p><p>　　主程序需要調(diào)用1個子程序為：</p><p>　　實時溫度顯示子程序：驅(qū)動數(shù)碼管把實時溫度值送出在LED數(shù)碼管顯示</p><p><b>　　讀溫度值模塊</b></p><p>　　讀溫度值模塊需要調(diào)用4個子程序，分別為：</p>&

6、lt;p>　　DS18B20初始化子程序：讓單片機知道DS18B20在總線上且已準備好操作</p><p>　　DS18B20寫字節(jié)子程序：對DS18B20發(fā)出命令</p><p>　　DS18B20讀字節(jié)子程序：讀取DS18B20存儲器的數(shù)據(jù)</p><p>　　延時子程序：對DS18B20操作時的時序控制</p><p>　　DS1

7、8B20測溫流程</p><p>　　按照此步驟，程序設(shè)計時首先就要執(zhí)行初始程序化程序 INI10，其次將要跳過ROM匹配命令（代碼CCH）寫入到DS18B20中，此時需根據(jù)數(shù)字溫度傳感器寫時序編寫對DS18B20一個寫入字節(jié)程序WRITE，將跳過ROM匹配命令寫入DS18B20。為了完成溫度啟動轉(zhuǎn)換，需要將啟動轉(zhuǎn)換命令寫入DS18B20中。用延時750ms等待轉(zhuǎn)換完成。隨后再按照初始化時序執(zhí)行初始化程序INI1

8、0，用寫入一個字節(jié)程序?qū)⑵ヅ銻OM命令（代碼為55h）寫入到DS18B20中。為了完成讀便箋式存儲器操作，需要先結(jié)合數(shù)字溫度傳感器寫時序?qū)⒆x便箋式存儲器命令（代碼為BEH）寫入到DS18B20中，再用溫度傳感器讀時序編寫的每一個字節(jié)程序READ，連續(xù)讀取DS18B20便箋式存儲器中9個字節(jié)的內(nèi)容。由此可見。結(jié)合上述所介紹的初始化時序，溫度傳感器寫時序和溫度傳感器讀時序，才可以將所需的命令寫入與讀出，完成溫度的正確讀取。</p>

9、;<p><b>　　軟件程序</b></p><p>　　數(shù)碼管顯示溫度程序：</p><p><b>　　//頭文件:</b></p><p>　　#include "reg51.h"</p><p>　　#include "ds18b20.h&quo

10、t;//引入DS18B20頭文件</p><p><b>　　//變量定義:</b></p><p>　　unsigned char ly_dis[4];//定義顯示緩沖區(qū)</p><p>　　code unsigned char table[]=</p><p>　　{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99

11、,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};</p><p>　　//表：共陽數(shù)碼管 0-9 </p><p>　　unsigned char l_posit=0;//顯示位置</p><p><b>　　//引腳定義:</b></p><p>　　sbitSMG_q = P1^0;//定義數(shù)碼管陽級控

12、制腳（千位）</p><p>　　sbitSMG_b = P1^1;//定義數(shù)碼管陽級控制腳（百位）</p><p>　　sbit SMG_s = P1^2;//定義數(shù)碼管陽級控制腳（十位）</p><p>　　sbitSMG_g = P1^3;//定義數(shù)碼管陽級控制腳（個位）</p><p><b>　　//函數(shù)聲明:<

13、;/b></p><p>　　void display(void);//顯示函數(shù)，顯示緩沖區(qū)內(nèi)容</p><p>　　void delay(void); </p><p>　　//主函數(shù)，C語言的入口函數(shù):</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b>

14、</p><p>　　unsignedinti=0;</p><p><b>　　floattt;</b></p><p><b>　　intltemp;</b></p><p><b>　　while(1){</b></p><p><b>

15、　　if(i==0)</b></p><p>　　tmpchange(); //溫度轉(zhuǎn)換</p><p>　　if(i==100){</p><p>　　tt=tmp()*0.0625; //得到真實十進制溫度值，因為DS18B20</p><p>　　//可以精確到0.0625度，所以讀回數(shù)據(jù)的最低位代表的是0.

16、0625度。</p><p>　　ltemp=tt*10+0.5; //放大十倍，這樣做的目的將小數(shù)點后第一位也轉(zhuǎn)換為可顯示數(shù)字，同時進行一個四舍五入操作。</p><p>　　if(ltemp<0){//判斷第一位顯示整數(shù)還是負號</p><p>　　ly_dis[0]=0xbf;</p><p>　　ltemp=0-lte

17、mp;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　ly_dis[0]=ltemp/1000;//顯示百位值</p><p>　　ltemp=ltemp%1000;</p><p>　　ly_dis[1]=lte

18、mp/100;//顯示溫度十位值</p><p>　　ltemp=ltemp%100;</p><p>　　ly_dis[2]=ltemp/10;//顯示溫度個位值</p><p>　　ly_dis[3]=ltemp%10;//顯示小數(shù)點后一位</p><p><b>　　}</b></p>&l

19、t;p><b>　　i++;</b></p><p>　　if(i==3000)</p><p><b>　　i=0;</b></p><p>　　display();//調(diào)用顯示</p><p>　　delay();</p><p><b>　　

20、}</b></p><p>　　}//顯示函數(shù)，參數(shù)為顯示內(nèi)容</p><p>　　void display()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=0XFF;//</p><p>　　switch(l_posit){</p><

21、;p>　　case 0://選擇千位數(shù)碼管，關(guān)閉其它位</p><p><b>　　SMG_q=0;</b></p><p><b>　　SMG_b=1;</b></p><p>　　SMG_s=1;</p><p><b>　　SMG_g=1;</b><

22、/p><p>　　P0=table[ly_dis[0]];//輸出顯示內(nèi)容</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 1://選擇百位數(shù)碼管，關(guān)閉其它位</p><p><b>　　SMG_q=1;</b></p><p><b&

23、gt;　　SMG_b=0;</b></p><p>　　SMG_s=1;</p><p><b>　　SMG_g=1;</b></p><p>　　P0=table[ly_dis[1]];</p><p><b>　　break;</b></p><p>　

24、　case 2://選擇十位數(shù)碼管，關(guān)閉其它位</p><p><b>　　SMG_q=1;</b></p><p><b>　　SMG_b=1;</b></p><p>　　SMG_s=0;</p><p><b>　　SMG_g=1;</b></p>

25、<p>　　P0=table[ly_dis[2]]&0x7f;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 3://選擇個位數(shù)碼管，關(guān)閉其它位</p><p><b>　　SMG_q=1;</b></p><p><b>　　SM

26、G_b=1;</b></p><p>　　SMG_s=1;</p><p><b>　　SMG_g=0;</b></p><p>　　P0=table[ly_dis[3]];</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>

27、;　　}</b></p><p>　　l_posit++;//每調(diào)用一次將輪流顯示一位</p><p>　　if(l_posit>3)</p><p>　　l_posit=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//延時子函數(shù),短暫延時</p

28、><p>　　void delay(void){</p><p>　　unsigned char i=10;</p><p>　　while(i--);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　讀溫度值模塊程序：</b></p>&l

29、t;p>　　/****DS18B20.H****/</p><p>　　/********宏定義******************************************************/</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int<

30、/p><p>　　/********IO引腳定義***********************************************/</p><p>　　sbit DS=P3^2; //定義DS18B20接口</p><p>　　/*************延時子函數(shù) ***********************************

31、******/</p><p>　　voiddelayb(uint count)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uinti;</b></p><p>　　while(count)</p><p><b>　　{</b>

32、;</p><p><b>　　i=200;</b></p><p>　　while(i>0)</p><p><b>　　i--;</b></p><p><b>　　count--;</b></p><p><b>　　}</b

33、></p><p>　　}/*************DS18B20初始化************************************/</p><p>　　voiddsreset(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uinti; </b>

34、;</p><p><b>　　DS=0;</b></p><p><b>　　i=103;</b></p><p>　　while(i>0)i--;</p><p><b>　　DS=1;</b></p><p><b>　　i=4;&

35、lt;/b></p><p>　　while(i>0)i--;</p><p>　　}/*************讀一位*******************************************/</p><p>　　bittmpreadbit(void)</p><p><b>　　{</b>&

36、lt;/p><p><b>　　uinti;</b></p><p><b>　　bitdat;</b></p><p><b>　　DS=0;</b></p><p>　　i++; //小延時一下</p><p><b>　　D

37、S=1;</b></p><p><b>　　i++;i++;</b></p><p><b>　　dat=DS;</b></p><p><b>　　i=8;</b></p><p>　　while(i>0)i--;</p><p>

38、　　return (dat);</p><p>　　}/*************讀一個字節(jié)*****************************************/</p><p>　　uchartmpread(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchari,j,dat;

39、</p><p><b>　　dat=0;</b></p><p>　　for(i=1;i<=8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　j=tmpreadbit();</p><p>　　dat=(j<<7)|(dat>

40、>1); //讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好//一個字節(jié)在DAT里</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(dat); //將一個字節(jié)數(shù)據(jù)返回</p><p>　　}/*************寫一個字節(jié)***********************************

41、**********/</p><p>　　voidtmpwritebyte(uchardat)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uinti;</b></p><p><b>　　uchar j;</b></p><p&g

42、t;<b>　　bittestb;</b></p><p>　　for(j=1;j<=8;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　testb=dat&0x01;</p><p>　　dat=dat>>1;</p><p>

43、;　　if(testb) // 寫1部分</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　DS=0;</b></p><p><b>　　i++;i++;</b></p><p><b>　　DS=1;</b></p>

44、;<p><b>　　i=8;</b></p><p>　　while(i>0)i--;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p>

45、<p>　　DS=0; //寫0部分</p><p><b>　　i=8;</b></p><p>　　while(i>0)i--;</p><p><b>　　DS=1;</b></p><p><b>　　i++;i++;</b></p&

46、gt;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***********發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令********************************************/</p>

47、<p>　　voidtmpchange(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　dsreset(); //初始化DS18B20</p><p>　　delayb(1); //延時</p><p>　　tmpwritebyte(0

48、xcc); // 跳過序列號命令</p><p>　　tmpwritebyte(0x44); //發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令</p><p>　　}/***********獲得溫度******************************************/</p><p><b>　　inttmp()</b></p><

49、p><b>　　{</b></p><p><b>　　int temp;</b></p><p><b>　　uchara,b;</b></p><p>　　dsreset();</p><p>　　delayb(1);</p><p>　　tm

50、pwritebyte(0xcc); </p><p>　　tmpwritebyte(0xbe); //發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令</p><p>　　a=tmpread(); //連續(xù)讀兩個字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p>　　b=tmpread();</p><p><b>　　temp=b;</b></p

51、><p><b>　　temp<<=8;</b></p><p>　　temp=temp|a; //兩字節(jié)合成一個整型變量。</p><p>　　return temp; //返回溫度值</p><p>　　}/*******讀取溫度傳感器的序列號********************

52、*********</p><p>　　void readrom()//本程序中沒有用到此函數(shù)</p><p>　　{uchar sn1,sn2;</p><p>　　dsreset();</p><p>　　delayb(1);</p><p>　　tmpwritebyte(0x33);</p>&