引言
温度传感器是一种常见的传感器，用于测量周围环境温度。在单片机应用中，我们可以通过连接温度传感器到单片机，实现温度的精确测量。本博客将介绍如何使用单片机读取温度传感器的数值，并给出一个示例实现。
温度传感器简介
温度传感器是一种能够转换温度为电信号的传感器。常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。本文将以DS18B20数字温度传感器为例进行讲解。
DS18B20是一款基于1-Wire总线协议的数字温度传感器，具有精确度高、响应时间快、抗干扰能力强等特点。该传感器能够输出数字信号，直接连接到单片机的IO口进行读取。
硬件连接
使用DS18B20传感器时，我们需要将其与单片机相连。连接步骤如下：
- 将DS18B20的VCC引脚连接到单片机的电源（一般为3.3V或5V）。
- 将DS18B20的GND引脚连接到单片机的地线。
- 将DS18B20的DQ引脚连接到单片机的IO口。
软件实现
在单片机上使用DS18B20传感器的第一步是搜索和初始化传感器。DS18B20使用1-Wire协议进行通信，通过发送一系列指令来和传感器进行交互。
以下是使用C语言实现的初始化函数代码：
#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#include <intrins.h>
sbit DQ = P1^5; // DQ引脚连接到P1.5
void delay_us(unsigned char us)
{
while (us--)
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
}
bit init_ds18b20()
{
bit ack;
DQ = 1; // 总线拉高
delay_us(2);
DQ = 0; // 总线拉低
delay_us(80);
DQ = 1; // 总线拉高
delay_us(5);
ack = DQ; // 读取总线
delay_us(50);
return ack;
}
接下来是搜索DS18B20传感器的函数：
unsigned char search_ds18b20()
{
unsigned char i, j;
unsigned char id[8];
unsigned char count = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
id[i] = 0;
}
if (!init_ds18b20()) // 初始化总线
{
printf("No device detected.\n");
return count;
}
for (i = 0; i < 64; i++)
{
DQ = 0; // 总线拉低
delay_us(6);
DQ = 1; // 总线拉高
delay_us(8);
id[i / 8] |= DQ << (i % 8);
delay_us(50);
}
if ((id[0] == 0x28) && (id[1] == 0xFF)) // 判断是否为DS18B20传感器
{
count++;
}
printf("Device count: %d\n", count);
return count;
}
最后，我们可以使用读取温度的函数来获取DS18B20传感器的数值：
float read_ds18b20()
{
unsigned char i;
unsigned char temp1, temp2;
float temp;
init_ds18b20();
write_byte(0xCC); // 跳过ROM操作
write_byte(0x44); // 温度转换命令
delay_us(200);
init_ds18b20();
write_byte(0xCC); // 跳过ROM操作
write_byte(0xBE); // 读取温度命令
temp1 = read_byte();
temp2 = read_byte();
temp = (float)((temp2 << 8 | temp1) * 0.0625);
return temp;
}
示例实现
以下是一个使用DS18B20传感器读取温度，并将温度值通过串口发送的例子：
#include <reg52.h>
#include <stdio.h>
#include <intrins.h>
sbit DQ = P1^5; // DQ引脚连接到P1.5
void delay_us(unsigned char us)
{
while (us--)
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
}
bit init_ds18b20()
{
bit ack;
DQ = 1; // 总线拉高
delay_us(2);
DQ = 0; // 总线拉低
delay_us(80);
DQ = 1; // 总线拉高
delay_us(5);
ack = DQ; // 读取总线
delay_us(50);
return ack;
}
unsigned char read_byte()
{
unsigned char i;
unsigned char byte = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
DQ = 0; // 总线拉低
byte >>= 1;
DQ = 1; // 总线拉高
if (DQ)
{
byte |= 0x80;
}
delay_us(6);
}
return byte;
}
void write_byte(unsigned char byte)
{
unsigned char i;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
DQ = 0; // 总线拉低
DQ = byte & 0x01; // 写入bit
delay_us(6);
DQ = 1; // 总线拉高
byte >>= 1;
}
}
unsigned char search_ds18b20()
{
unsigned char i, j;
unsigned char id[8];
unsigned char count = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
id[i] = 0;
}
if (!init_ds18b20()) // 初始化总线
{
printf("No device detected.\n");
return count;
}
for (i = 0; i < 64; i++)
{
DQ = 0; // 总线拉低
delay_us(6);
DQ = 1; // 总线拉高
delay_us(8);
id[i / 8] |= DQ << (i % 8);
delay_us(50);
}
if ((id[0] == 0x28) && (id[1] == 0xFF)) // 判断是否为DS18B20传感器
{
count++;
}
printf("Device count: %d\n", count);
return count;
}
float read_ds18b20()
{
unsigned char i;
unsigned char temp1, temp2;
float temp;
init_ds18b20();
write_byte(0xCC); // 跳过ROM操作
write_byte(0x44); // 温度转换命令
delay_us(200);
init_ds18b20();
write_byte(0xCC); // 跳过ROM操作
write_byte(0xBE); // 读取温度命令
temp1 = read_byte();
temp2 = read_byte();
temp = (float)((temp2 << 8 | temp1) * 0.0625);
return temp;
}
void main()
{
unsigned char deviceCount;
float temperature;
deviceCount = search_ds18b20();
if (deviceCount >= 1)
{
while (1)
{
temperature = read_ds18b20();
printf("Temperature: %.2f\n", temperature);
}
}
}
总结
本博客介绍了如何使用单片机读取温度传感器的数值，以DS18B20数字温度传感器为例进行了说明。通过合理的硬件连接和软件处理，我们可以实现精确地测量环境温度的功能。希望本文对你理解和应用温度传感器有所帮助。
本文来自极简博客，作者：蓝色幻想，转载请注明原文链接：单片机实现温度传感器的读取
