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《ZigBee开发笔记》第五部分外设篇 - 基础实验第1章CC2530温度传感器DS18B20

时间：2022-06-30 02:06:54

1 理论分析

1.1概述

DS18B20 是 DALLAS 最新单线数字温度传感器，新的"一线器件"体积更小、适用电压更宽、更经济。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。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20、 DS1822 "一线总线"数字化温度传感器同 DS1820 一样，DS18B20 也支持"一线总线"接口，测量温度范围为 -55°C+125°C，在-10+85°C 范围内,精度为±0.5°C。DS1822 的精度较差为± 2°C 。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~5.5V 的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。 DS18B20、 DS1822 的特性 DS18B20 可以程序设定 9~12 位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在 EEPROM 中，掉电后依然保存。DS18B20 的性能是新一代产品中最好的。性能价格比也非常出色。 DS1822 与 DS18B20 软件兼容，是 DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的 EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。继"一线总线"的早期产品后，DS1820 开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20 和 DS1822 使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。

1.2性能

(1) 可用数据线供电，电压范围：3.0~5.5V；

(2) 测温范围：-55+125℃，在-10+85℃时精度为±0.5℃；

(3) 可编程的分辨率为 9~12 位，对应的可分辨温度分别为 0.5℃、0.25℃、0.125℃和 0.0625℃；

(4) 12 位分辨率时最多在 750ms 内把温度值转换为数字；

(5) 负压特性：电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

1.3外形和内部结构

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 的管脚排列如图所示。，内部结构图如下图所示。

图1 DS18B20 管脚图图2 DS18B20 内部结构图

1.4 CC2530 读取 DS18B20 温度值

经过单线接口访问DS18B20的协议如下:

初始化;

ROM操作命令;

存储器操作命令;

处理/数据；

图3 CC2530 读取 DS18B20 温度值流程图

2 实验详解

2.1实验目的

Zigbee 很容易建立起无线传感网，低成本是我们研究zigbee 的目的。

2.2实验设备

硬件：PC 机一台；ZB2530（底板、核心板、仿真器、USB 线、OLCD）一套 DS18B20 一个

软件：win7 系统，IAR 8.20 集成开发环境、串口助手

2.3实验相关电路图

图 4

2.4实验分析

实验中用到了串口和P0_7,相关寄存器如下:

表1 时钟控制命令

表2 时钟控制状态

表3 外设控制表4端口2方向和端口0外设优先级模式

表5端口0功能选择表6 USART 0控制和状态

表7 USART 0 UART控制

表8 USART 0通用控制表9 USART 0接收/传送数据缓存表10 USART 0 波特率控制表11中断标志表12 中断使能表13 定时器1的控制和状态表14 定时器1的状态T1STAT(0xAF)-定时器1状态表15 定时器中断标志表16 串口寄存器

2.5参考源码 (部分代码)

/**Includes*********************************************************************/#include <iocc2530.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include "ds18b20.h" #include "LCD.h"/**宏定义***********************************************************************///定义数据类型typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;#define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof(arr)[0])#define FLOAT_TEMP1//输出更高精度时打开此注释/**函数声明*********************************************************************/void InitCLK();void InitUart();void UartSendString(char *Data, int len);/**全局变量*********************************************************************/extern void Delay_ms(unsigned int k);//外部函数ms的声明/*** @brief主函数* @paramNone* @retval None*/void main(){char str[9]="DS18B20:"; char strTemp[30];float fTemp;InitCLK(); //设置系统时钟源InitUart(); //串口初始化P0SEL &= 0x7f; //DS18B20的io口初始化LCD_Init(); //oled 初始化 LCD_CLS(); //屏全亮 LCD_welcome();while(1){memset(strTemp, 0, ARRAY_SIZE(strTemp)); //厂家提供的程序温度值不带小数，Ds18B20本身是支持1位小数位的，修改后使其支持，精度更高 #if defined(FLOAT_TEMP) fTemp = floatReadDs18B20(); //温度读取函数带1位小数位sprintf(strTemp, "%s%.01f", str, fTemp); //将浮点数转成字符串 UartSendString(strTemp, strlen(strTemp)); //通过串口发送温度值到电脑显示#else ucTemp = ReadDs18B20(); //温度读取函数//strTemp[0] = ucTemp/10+48; //取出十位数//strTemp[1] = ucTemp%10+48; //取出个位数sprintf(strTemp, "%s%d%d", str, ucTemp/10, ucTemp%10); UartSendString(strTemp, strlen(strTemp)); //通过串口发送温度值到电脑显示#endif LCD_P8x16Str(0, 5, (unsigned char*)strTemp);UartSendString("\r\n", 2);// 回车换行Delay_ms(1000); //延时函数使用定时器方式 }}/*** @brief设置系统时钟源* @paramNone* @retval None*/void InitCLK(){CLKCONCMD &= ~0x40; //设置系统时钟源为32MHZ晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); //等待晶振稳定为32MCLKCONCMD &= ~0x47; //设置系统主时钟频率为32MHZ }/*** @brief串口初始化函数* @paramNone* @retval None*/void InitUart(){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0 U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40; //UART接收器使能UTX0IF = 0; //UART0 TX中断标志初始置位0}/*** @brief串口发送函数* @paramData:发送缓冲区 len:发送长度* @retval None*/void UartSendString(char *Data, int len){uint i;for(i=0; i<len; i++){U0DBUF = *Data++;while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}