//temp.c #include "temp.h" void Delay1ms(uint y) { uint x; for( ; y>0; y--) { for(x=110; x>0; x--); } } uchar Ds18b20Init() { uchar i; DSPORT = 0; //将总线拉低480us~960us i = 70; while(i--);//延时642us DSPORT = 1; //然后拉高总线,如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低 i = 0; while(DSPORT) //等待DS18B20拉低总线 { Delay1ms(1); i++; if(i>5)//等待>5MS { return 0;//初始化失败 } } return 1;//初始化成功 } void Ds18b20WriteByte(uchar dat) { uint i, j; for(j=0; j<8; j++) { DSPORT = 0; //每写入一位数据之前先把总线拉低1us i++; DSPORT = dat & 0x01; //然后写入一个数据,从最低位开始 i=6; while(i--); //延时68us,持续时间最少60us DSPORT = 1; //然后释放总线,至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值 dat >>= 1; } } uchar Ds18b20ReadByte() { uchar byte, bi; uint i, j; for(j=8; j>0; j--) { DSPORT = 0;//先将总线拉低1us i++; DSPORT = 1;//然后释放总线 i++; i++;//延时6us等待数据稳定 bi = DSPORT; //读取数据,从最低位开始读取 /*将byte左移一位,然后与上右移7位后的bi,注意移动之后移掉那位补0。*/ byte = (byte >> 1) | (bi << 7); i = 4; //读取完之后等待48us再接着读取下一个数 while(i--); } return byte; } void Ds18b20ChangTemp() { Ds18b20Init(); Delay1ms(1); Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令 Ds18b20WriteByte(0x44); //温度转换命令 //Delay1ms(100); //等待转换成功,而如果你是一直刷着的话,就不用这个延时了 } int Ds18b20ReadTemp() { int temp = 0; uchar tmh, tml; Ds18b20ChangTemp(); //先写入转换命令 Ds18b20ReadTempCom(); //然后等待转换完后发送读取温度命令 tml = Ds18b20ReadByte(); //读取温度值共16位,先读低字节 tmh = Ds18b20ReadByte(); //再读高字节 temp = tmh; temp <<= 8; temp |= tml; return temp; } 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 //main.c #include "reg52.h" //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器 #include"temp.h" typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义 typedef unsigned char u8; sbit LSA=P2^2; sbit LSB=P2^3; sbit LSC=P2^4; char num=0; u8 DisplayData[8]; u8 code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; void Delay1ms()//用仿真计算软件得到延时时间1ms { uint x; for(;y>0;y--) { for(x=110;x>0;x--); } } /******************************************************************************* * 函 数 名 : datapros() * 函数功能 : 温度读取处理转换函数 * 输 入 : temp * 输 出 : 无 *******************************************************************************/ void datapros(int temp) { float tp; if(temp< 0) //当温度值为负数 { DisplayData[0] = 0x40; // - //因为读取的温度是实际温度的补码,所以减1,再取反求出原码 temp=temp-1; temp=~temp; tp=temp; temp=tp*0.0625*100+0.5; //留两个小数点就*100,+0.5是四舍五入,因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点 //后面的数自动去掉,不管是否大于0.5,而+0.5之后大于0.5的就是进1了,小于0.5的就 //算加上0.5,还是在小数点后面。 } else { DisplayData[0] = 0x00; tp=temp;//因为数据处理有小数点所以将温度赋给一个浮点型变量 //如果温度是正的那么,那么正数的原码就是补码它本身 temp=tp*0.0625*100+0.5; //留两个小数点就*100,+0.5是四舍五入,因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点 //后面的数自动去掉,不管是否大于0.5,而+0.5之后大于0.5的就是进1了,小于0.5的就 //算加上0.5,还是在小数点后面。 } DisplayData[1] = smgduan[temp / 10000]; DisplayData[2] = smgduan[temp % 10000 / 1000]; DisplayData[3] = smgduan[temp % 1000 / 100] | 0x80; DisplayData[4] = smgduan[temp % 100 / 10]; DisplayData[5] = smgduan[temp % 10]; } void DigDisplay() { u8 i; for(i=0;i<6;i++) { switch(i) //位选,选择点亮的数码管, { case(0): LSA=0;LSB=0;LSC=0; break;//显示第0位 case(1): LSA=1;LSB=0;LSC=0; break;//显示第1位 case(2): LSA=0;LSB=1;LSC=0; break;//显示第2位 case(3): LSA=1;LSB=1;LSC=0; break;//显示第3位 case(4): LSA=0;LSB=0;LSC=1; break;//显示第4位 case(5): LSA=1;LSB=0;LSC=1; break;//显示第5位 } P0=DisplayData[5-i];//发送数据 delay(100); //间隔一段时间扫描 P0=0x00;//消隐 } } void main() { while(1) { datapros(Ds18b20ReadTemp()); //数据处理函数 DigDisplay();//数码管显示函数 } }
时间: 2025-05-31 17:52:28 浏览: 34
### DS18B20 温度传感器 C语言实现代码解释与优化
#### 1. **DS18B20 数字温度传感器的特点**
DS18B20 是一款基于单线通信协议的数字温度传感器,具有高精度、低功耗以及易于集成等特点[^1]。它的核心特性包括支持单总线通信、可编程分辨率(9 到 12 位)、内置寄存器用于存储温度数据等。
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#### 2. **C语言实现代码详解**
以下是使用标准 C 实现 DS18B20 驱动的一个典型示例:
```c
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#define ONE_WIRE_PIN 4 // 定义单线引脚
// 原型声明
void ds18b20_init(void);
uint8_t ds18b20_reset(void);
void ds18b20_write_bit(uint8_t bit);
uint8_t ds18b20_read_bit(void);
void ds18b20_write_byte(uint8_t data);
uint8_t ds18b20_read_byte(void);
float get_temperature(void) {
uint8_t scratchpad[9]; // 存储暂存区的数据
float temperature;
// 发送复位脉冲并等待响应
if (!ds18b20_reset()) {
return -127; // 错误返回值
}
// 发送跳过 ROM 命令 (0xCC),适用于单一设备场景
ds18b20_write_byte(0xCC);
// 发送启动温度转换命令 (0x44)
ds18b20_write_byte(0x44);
// 等待温度转换完成
while (ds18b20_read_bit());
// 再次发送复位脉冲
if (!ds18b20_reset()) {
return -127;
}
// 跳过 ROM 并读取暂存区
ds18b20_write_byte(0xCC); // 跳过 ROM
ds18b20_write_byte(0xBE); // 读取暂存区命令
for (int i = 0; i < 9; ++i) { // 读取 9 字节数据
scratchpad[i] = ds18b20_read_byte();
}
// 提取高低字节并组合成完整的温度值
int16_t raw_temp = ((scratchpad[1] << 8) | scratchpad[0]);
// 将补码转为实际摄氏温度
temperature = (raw_temp * 0.0625f);
return temperature;
}
/// 单线通信底层函数省略...
```
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#### 3. **代码功能模块解析**
##### (1)**初始化 (`ds18b20_init`)**
该部分负责设置 GPIO 引脚模式,并配置硬件资源以适应 DS18B20 的工作需求。虽然未在上述代码中体现,但在实际应用中需确保指定引脚处于推挽输出状态或开漏输出状态。
##### (2)**复位序列 (`ds18b20_reset`)**
通过向 DS18B20 发送复位信号来检测是否存在有效的器件连接。如果成功接收到回响,则表明通信正常[^3]。
##### (3)**写入/读取操作**
- `ds18b20_write_bit` 和 `ds18b20_read_bit`: 处理逐比特级别的传输。
- `ds18b20_write_byte` 和 `ds18b20_read_byte`: 支持按字节单位交互数据。
##### (4)**温度采集流程**
1. 发送跳过 ROM 命令 (0xCC): 当只有一个 DS18B20 连接到同一根线上时无需匹配地址。
2. 启动温度转换 (0x44): 请求传感器执行内部 ADC 测量。
3. 获取暂存区内容 (0xBE): 从传感器内存区域提取最新测量结果。
4. 数据解析: 结合高位和低位字节形成最终数值,并依据规格书将其转化为浮点类型的摄氏温度[^2]。
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#### 4. **性能优化建议**
##### (1)**减少不必要的延迟**
原始方案可能引入过多固定延时时间,在现代微控制器环境下可通过轮询标志位代替硬编码等待周期,从而提高效率。
##### (2)**增强鲁棒性**
增加错误校验机制,比如 CRC 校验,验证每次接收的数据完整性。这一步骤对于工业级应用场景尤为重要[^4]。
##### (3)**改进能源管理策略**
充分利用 DS18B20 的休眠模式降低整体能耗;同时考虑采用中断触发而非持续查询的方式监测事件发生时刻。
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#### 5. **总结**
以上是对 DS18B20 温度传感器 C 语言驱动程序的设计思路及其潜在改进建议进行全面阐述的结果。合理运用这些技术手段不仅有助于简化开发难度,还能显著改善系统的稳定性和运行效能。
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