文档介绍：单片机接口与控制技术实验指导书姓名:张千班级:机械 1305 班学号: 0204130121 指导老师:张友旺中南大学机电工程学院实验一 DS18B20 温度传感器实验一、实验目的 1. 了解温度传感器电路的工作原理 2. 了解温度控制的基本原理 3. 掌握一线总线接口的使用二、实验说明这是一个综合硬件实验,分两大功能:温度的测量和温度的控制。 1. DALLAS 最新单线数字温度传感器 DS18B20 简介 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输, 大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如: 环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同, 新的产品支持 3V~ 的电压范围, 使系统设计更灵活、方便。 DS18B20 测量温度范围为-55 °C~ +125 °C ,在-10 ~ +85 °C 范围内, 精度为± °C。 DS18B20 可以程序设定 9~ 12 位的分辨率,及用户设定的报警温度存储在 EEPROM 中,掉电后依然保存。 DS18B20 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、非挥发的温度报警触发器 TH和 TL 、配置寄存器。 DS18B20 的管脚排列如下: 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(在寄生电源接线方式时接地)。光刻 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该 DS18B2 0 的地址序列码。 64 位光刻 ROM 的排列是:开始 8 位( 28H )是产品类型标号,接着的 48 位是该 DS18B20 自身的序列号,最后 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, 这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。 DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量,以 12 位转化为例:用 16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以 ℃/LSB 形式表达, 其中 S 为符号位。 LS Byte: Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 2 32 22 12 02 -12 -22 -32 -4 MS Byte: Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 SSSSS2 62 52 4 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,如果测得的温度大于 0 ,这 5 位为 0 ,只要将测到的数值乘以 5 即可得到实际温度; 如果温度小于 0,这5 位为 1, 测到的数值需要取反加 1 再乘以 5 即可得到实际温度。例如+125 ℃的数字输出为 07D0H , + ℃的数字输出为 0191H , - ℃的数字输出为 FF6FH , -55 ℃的数字输出为 FC90H 。温度数据输出(二进制) 数据输出(十六进制) +125 ℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h +85 ℃ 0000 0101 0101 0000 0550h +25 .0625 ℃ 0000 0001 1001 0001 0191h +10 .1 25℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h + ℃ 0000 0000 0000 1000 0008h 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000h -0. 5℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h - 10 .1 25℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh - 25 .0625 ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6Fh -55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90h DS18B20 温度传感器的存储器 DS18B2 0 温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可电擦除的 E2RAM, 后者存放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 个连续字节, 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 的易失性拷贝, 第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝,这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。该