51单片机核心钉子户——温度采集模块

之前的学习中我们了解到了一些基本外设的使用,今天我们将利用DS18B20 这款芯片来实现外设的温度采集与主控之间的数据交互

首先我们先来了解一下什么是DS18B20

DS18B20 介绍

1.基本概念

DS18B20 : 数字温度传感器

数据交互模式:

  • 半双工:双方都可以做发送/接收,但同一时刻只能有一方作为发送端/接收端
  • 异步:无时钟线规定发送与接收时间
  • 串行:一根数据线逐个bit 发送数据

2.传感器参数

传感器名称 功能 量程 精度 工作电压 分辨率
DS18B20 温度采集 -55 - 135 ± 0.5 3V - 5.5V 12位 0.0625
  • 分辨率
位数 分辨率
9位 0.5
10位 0.25
11位 0.125
12位 0.0625
  • 默认 12 位 0.0625 的分辨率
  • 最终读取到的数值需要 * 分辨率才可以得到真实的温度数据

3.操作DS18B20 的 ROM 的 指令

  1. 读ROM :向DS18B20 写入(0x33);
  2. 匹配ROM :向DS18B20 写入(0x55);
  3. 搜索ROM :向DS18B20 写入(0xF0);
  4. 跳过ROM :向DS18B20 写入(0xCC);
  5. 报警搜索:向DS18B20 写入(0xEC);

4.外设与主控同时控制串口时的线与特性

1.线与特性:

概念:通信时,一方为低电平,两方都表现为低电平,必须两方都为高电平,在外部强上拉电阻的作用下,双方才能同时表现为高电平

上拉电阻:

  1. 给单总线提供 "稳定高电平"
  2. 保证通信时序正确
  3. 给 DS18B20 供电

执行过程:

释放总线:一方将电平拉高,引脚电平由另一方控制

  • 想要读取DS18B20 数据时,主控需要释放总线,检查引脚电平变化读取DS18B20 给主控的输入

5.DS18B20时序

1.复位时序:

  1. 主机先将总线拉低至少480us,再释放总线,代表主机发送复位脉冲;
  2. 主机如果在60 - 240 us 检测到总线中发出低电平,代表DS18B20 回复了一个存在脉冲
  3. PS18B20 最终释放总线

2.写时序:

1.写0时序:

  1. 主机将总线拉低大于60us
  2. DS18B20 在60us内进行采样,如果采到低电平,则代表发送了一个0;
  3. 主机释放总线,将引脚拉高

2.写1时序

  1. 主机将总线拉低大于1us
  2. 主机释放总线,将引脚拉高
  3. DS18B20 在45 s内,进行采样,如果采到高电平,代表主机发送了一个1;

3.读时序:

  1. 主机将总线拉低大于1us,释放总线,引脚变为高电平
  2. 主机在15us内进行采样
  3. 若采到1个高电平,代表读到,若采到低电平,则读到0
  4. 最终DS18B20释放总线
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