發布日期：2022-10-09 點擊率：169
一、概述
DS18B20數字溫度傳感器提供9bit到12bit的攝氏溫度測量精度和一個用戶可編程的非易失性且具有過溫和低溫觸發報警的報警功能。DS18B20采用的1-Wire即單總線通信方式，即僅采用一個數據線與微控制器進行通信。該傳感器的溫度監測范圍為-55℃至+125℃，并且在溫度超過-10℃至85℃之外時還具有+-0.5℃的精度。此外，DS18B20可以直接由數據線供電而不需要外部電源供電。（本篇文章重在以簡單例子講清楚該型傳感器最難的部分即工作時序，同時向大家分享例程及自己遇到的編程中的“坑”，幫助大家少走彎路盡快上手該型傳感器，而不追求功能上的盡善盡美，因此本文仿真只能實現正整數溫度值的顯示，對于小數則進行四舍五入后再顯示）
二、重要特性
獨特的1-wire總線接口僅需要一個管腳來通信每個設備的內部ROM上都燒寫了一個獨一無二的64位序列號多路采集能力使得分布式溫度采集應用更加簡單無需外圍元件能夠采用數據線供電；供電范圍為3.0V至5.5V溫度可測量范圍為-55℃至+125℃（-67℉至+257℉）溫度超過-10℃至85℃之外時還具有+-0.5℃的精度內部溫度采集精度可由用戶自定義為9bit至12bit（上電默認12bit）溫度轉換時間在12bit時達到最大值750ms用戶自定義非易失性的報警設置
三、工作指令
溫度轉換指令：0x44（即44H），啟動Ds18b20啟動轉換溫度讀暫存器指令：0xBE（即BEH），讀取暫存器中的九字節數據寫暫存器置零：0x4E（即4EH），把數據寫入暫存器的TH、TL賦值暫存器：0x48（即48H），把暫存器中的TH、TL寫入EEPROM中讀電源供電方式：0xB4（即B4H）：啟動Ds18b20,發送電源供電方式重調EEPROM：0xB8（即B8H）：把EEPROM中的TH、TL讀至暫存器
四·、通過單總線訪問DS18B20的順序
初始化ROM操作指令存儲器操作命令執行/數據
五、工作時序
（一）初始化（復位操作）
在初始化序列期間，總線上的主設備通過拉低1-wire總線超過480us來發送（TX）復位脈沖。之后主設備釋放總線而進入接收模式（RX）。當總線釋放后，5KΩ左右的上拉電阻將1-wire總線拉至高電平。當DS18B20檢測到該上升沿后，其等待15us至60us后通過1-wire總線拉低60us至240us來是實現發送一個存在脈沖。
圖5.1? “復位”操作時序圖
根據上述描述及時序圖，可以寫出“復位”操作的子函數：
（二）控制器的“寫”操作(先寫低位后寫高位)
“寫”時段有兩種情況：寫“1”時段和寫“0”時段。控制器通過寫1時段來向DS18B20中寫入邏輯1以及通過寫0時段來向DS18B20中寫入邏輯0。每個寫時段最小必須有60us的持續時間且堵路的寫時段之間至少要有1us的恢復時間。兩個寫時段都是由控制器通過將1-wire中先拉低來進行初始化（詳見圖5.2）。
為了形成寫1時段，在將1-wire總線拉低后，主設備必須在15us之內釋放總線。當總線釋放后，5KΩ的上拉電阻將總線拉高；為了形成寫0時段，在將1-wire總線拉低后，在整個時段期間控制器必須一直拉低總線（至少60us）。
在控制器初始化寫時段后，DS18B20將會在15us至60us的時間窗口對1-wire總線進行采樣。如果總線在采樣窗口期間是高電平，則邏輯1被寫入DS18B20；若總線是低電平，則邏輯0被寫入DS18B20。
圖5.2 “寫”操作時序圖
根據上述描述及時序圖，可以寫出“寫”操作的子函數：
（三）控制器的“讀”操作（先讀低位后讀高位）
僅在讀時段期間DS18B20才能向主設備傳動數據。因此，主設備在執行完讀暫存寄存器[BEh]或讀取供電模式[B4h]后，必須及時的生成讀時段，這樣DS18B20才能提供所需的數據。此外，主設備可以在執行完溫度轉換[44h]或拷貝EEPROM[B8h]命令后生成讀時段，以便獲得在“DS18B20功能命令”章節中提到的操作信息。
每個讀時段最小必須有60us的持續時間且獨立的寫時段之間至少間隔1us。讀時段通過控制器將總線拉低超過1us再釋放總線來實現初始化（詳見圖5.3）。當控制器初始化完讀時段后，DS18B20將會向總線發送0或1。DS18B20將通過拉高總線發送邏輯1，拉低總線發送邏輯0.發送完邏輯0后，DS18B20將會釋放總線，在通過上拉電阻將該總線拉至高電平的閑置狀態。從DS18B20中輸出的數據在初始化讀時序后僅有15us的有效時間。因此。控制器再開始改讀時段后的15us之內必須釋放總線，并且對總線進行采樣。
圖5.3 “讀”操作時序圖
根據上述描述及時序圖，可以寫出“讀”操作的子函數
六、注意事項（我踩過的坑）
1. 關于延時問題
DS18B20最大的優勢之一就是單總線通信，我們通過一根數據線就可以完成諸多操作，但作為代價的是，DS18B20的工作時序十分復雜，因此對定時精度要求極高。平時大家操作定時精度要求不高的傳感器可能會養成一個習慣，比如我們已經有了一個1ms且0誤差的延時函數，當我們遇到一個20ms的延時需求時，可能會通過for/while循環將延時為1ms的延時函數執行20次。實際上，這樣的方式所達到的延時時間的遠大于20ms的，但對于定時精度要求不高的傳感器，毫秒級的誤差不會帶來影響，但對于該傳感器則不可。所以，在這款傳感器的操作中，即使已經有一個10us的延時函數而需要一個20us的延時時，也要重新寫一個20us的延時函數，不可將10us的延時函數循環執行兩次。
2. 關于總時序問題
該傳感器中的所有操作都要遵循“初始化-ROM命令-DS18B20功能命令”的總時序。比如，測量溫度的操作要先后經過“初始化-跳過ROM命令-轉換溫度命令”與“初始化-跳過ROM命令-讀取溫度命令”這兩大步。常犯的錯誤為“初始化-跳過ROM命令-轉換溫度命令-讀取溫度命令”，也就是說認為初始化與ROM命令在操作傳感器的最初執行一次即可，這種想法是錯誤的。
3. 關于編程細節
在自己編程的過程中，遭遇了一個細節性的bug，即將命令值com與掩碼mask相與是否為0作為進入if語句內部的判斷條件的過程中，判斷條件是這么寫的if(com&mask==0),而實際應該寫為if((com&mask)==0),即com&mask需要用括號括起來作為一個整體，否則會出錯。
七、完整例程（例程均為自己編寫且驗證成功）
八、Proteus仿真圖
圖8.1 仿真圖
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左肩理想右肩擔當，君子不怨永遠不會停下腳步！
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紅外發射管_紅外線發射接收的場景應用廣泛
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2021-10-14 18:43:03
proteus仿真錯誤
最后就是編寫的程序有問題或者時間格式設置錯誤等也會造成proteus仿真錯誤。
2021-10-04 13:16:00
紅外感應技術原理、類別及發展趨勢
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2021-08-27 14:45:51
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杰力科創 2021-11-01 17:05:39
紅外感應開關
一、紅外感應開關概述本紅外感應開關是通過檢測發射的紅外線信號是否被反射來判斷前方是否有物體，從而控制繼電器的開關動作，可用在感應水龍頭、自動干手器等設備上。套件名稱：紅外感應開關、紅外接近開關工作
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發燒友 2021-10-22 12:36:18
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老鷹2016 2021-10-15 09:39:15
使用51單片機實現人體紅外感應報警的程序免費下載
本文檔的主要內容詳細介紹的是使用51單片機實現人體紅外感應報警的程序免費下載。
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發燒友 2019-06-28 17:42:00
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18激光對射紅外線光電開關傳感器遠距離10米直流三線24V紅外感應
2021-08-19 15:19:05
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2015-11-30 10:21:17
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Proteus傳感器+氣體濃度檢測的報警方式控制仿真
文章目錄
Proteus傳感器+氣體濃度檢測的報警方式控制仿真1 實驗意義理解2 主要實驗器件3 實驗參考電路4 實驗中的問題思考4.1 實現轉動的風扇4.2 控制部分
5 實驗參考代碼
1 實驗意義理解
基于前兩個實驗，我們已經成功的實現：
對傳感器的數據進行采樣、轉換擬合采樣值對擬合的數據在HDGF-1顯示屏上顯示
似乎，該得到的數據已經拿到了，還能干啥？
是的，我們還能利用數據干一些東西，比如說當這個氣體濃度超范圍的時候我們怎么去控制解決。
那么就引出了這個實驗，怎么控制解決？
其實，我們在平時生活中見到過很多，當氣體濃度超過一定范圍：
報警
開警報燈蜂鳴器出警報聲音 疏通
開啟風扇通風…… ……
如上，我們這次實驗就是采取了前三個小點的方式來控制解決。
此外，我們還要優化LCD顯示，就是在屏幕上顯示轉動的風扇。
2 主要實驗器件
CPU處理器
AT89C52
LCD顯示
HDGF-1
AD轉換器
ADC0834
傳感器
溫濕度：SHT10光傳感器：TORCH_LDR瓦斯濃度傳感器：LDR一氧化碳濃度傳感器：LDR氣壓傳感器：MPX4115
控制相關
報警燈：RGBLED-CC蜂鳴器：SOUNDER通風控制：FAN
3 實驗參考電路
未運行時
運行時
說明
有蜂鳴器聲音顯示中第一行的channel后面的字母會根據當前正在采樣轉換的通道不同而改變所有數據僅為轉換后顯示，并未存儲下來，若要存儲顯示，只需要開幾個全局變量保存一下即可
4 實驗中的問題思考
4.1 實現轉動的風扇
要實現這個功能，我們只要知道兩個關鍵點就好了：
HDGF-1液晶顯示如果你不對一個像素覆蓋寫入值，則會保持顯示上次寫入的值任何動態效果實質上是由一個個靜態圖畫“快速”播放而成的
因此，實現這個就很容易了：
找到幾個不一樣（轉動角度不一樣）的靜態風扇圖（最好大小一樣，這樣方便寫入，完全覆蓋）對這幾個靜態風扇圖取模調用HDGF-1繪制圖片函數將一個靜態圖寫入讓處理器去干別的事情，比如：執行幾句其他的語句，或者直接延時等待調用HDGF-1繪制圖片函數寫入另一個靜態圖……
那么，中間為什么會有“讓處理器去干別的事情，比如：執行幾句其他的語句，或者直接延時等待”這一點呢？
其實這是一個控制模擬風扇轉動速度的。你想想如果快速切換兩張圖片，你眼睛還沒視覺殘留呢，就沒了，估計會閃瞎狗眼……所以，選擇一個合適的切換時間間隔也是挺重要的……
第二個，這個靜態圖畫至少兩幅，這個大家應該很好理解，如果一幅的話，沒有變化，換來換去不就那個玩意兒嗎……
4.2 控制部分
首先，我們來看一下控制部分的原理圖：
下面，我們分別說一下各個部分。
報警燈
這個RGBLED-CC要想讓它工作，首先就是K端給個低電平。
RGB端，輸入1為亮，0為不亮。
然后，在這個實驗中，其實我們只需要用到紅和綠兩種顏色，所以直接給B端接地，然后R和G端分別綁定到處理器的引腳上。
運行中判斷，如果達到危險值或者恢復至安全值，則處理器重置相應的引腳值。
蜂鳴器
主要是SOUNDER元件，一端加電壓，另一端需要給脈沖信號。
這個脈沖信號很重要，一開始，本菜狗就對這個輸入的脈沖信號沒有設置（默認頻率很小），因此都聽不出來發聲了……
后來雙擊輸入的SW1(A)，調整了一下參數，然后就聽到了，可參考下圖是我調整的：
當然這里拓展一下，怎么讓它放音樂呢？？
這里有兩段經歷讓我對這個有了進一步的認識：
大二學校暑假實習的時候，做電子鐘，當時用verilog寫的，那個如果要讓蜂鳴器放出來的不僅僅是那種很難聽的一直尖叫，而是播放音樂啊啥的，需要給不同的頻率
大三上微機原理課設，使用筆記本內置的芯片，做了一個基于x86的時鐘（用的匯編語言寫的）。其中，鬧鐘功能，鈴聲我想換成音樂怎么辦？
找到音樂的譜子和對應的音符頻率，相對延時分別將頻率和延時寫成“表”，依次延時輸出
這里，再次拓展一下，如果你想聽快速版的音樂怎么辦？想要聽降調，升調的版本怎么辦？
頻率：控制音調延時：控制速度
然后，再說一下，怎么控制這個聲音的開關？
這里使用的是DSWITCH元件，可以把它看成一個三態門：
BP端置為1，接收SW1(A)的輸入BP端置為0，高阻態，不發聲
避風控制
這個模塊主要是由FAN+繼電器PCJ-112D3MH來實現的，這個我在IC網上也沒找到它的DATASHEET，所以，就照著老師的原理圖畫了之后個人理解了一下。
首先，怎么控制它的開關？
我們可以看到它左邊連接了一個NPN型的三極管，主要使用也就是
FAN置為1，打開電風扇FAN置為0，打開電風扇
至于，關于這個型號的三極管的具體功能，還有與PNP類型的三極管有啥區別？
我就上網搜了一下問答，可以參考：NPN與PNP三極管的詳解與區別
或許……大家按照上面的寫完代碼之后發現……為啥我明明程序給它關了，這個仿真的風扇還在轉著？！
是我輸入的時長不夠嗎？！FAN=0,FAN=0,FAN=0,FAN=0,……nm（不能爆粗口）還是不對……
實質上吧，這個風扇的實際停止是根據它下面的顯示方框中的數字來決定的。
當風扇開啟的時候，這個數字會增長；當風扇關閉的時候，這個數字會下降；
當為0.00的時候，自己就會停止。
當然，不立即停止也是符合現實生活中的情形的，我認為這主要是因為繼電器的問題，這個了解了一下是用來用弱電控制強電的（如果有興趣的話，大家可以自行去了解）……
當然，這個風扇的具體參數可以雙擊這個元件之后進去修改。
5 實驗參考代碼
下面給出參考代碼，這里的控制標準是：
CH4濃度
其中，HDGF-1部分的程序是參考：使用Proteus模擬操作HDGF-1液晶屏
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浙一、浙二、浙大兒保就醫不堵了！隨著產業數字化轉型步伐不斷加快，車聯網、智慧交通等應用正在悄然改變著人們的生活。近日，杭州主城區幾大醫院附近，原本早高峰堵得水泄不通不可開交的幾條主路，9月下旬以來突然好轉。
CEE.2021北京國際未來工業展|2021人工智能博覽會
新物聯號：上海秋碩展覽有限公司 2020-10-24 共有: 1691 瀏覽
CEE.2021中國國際未來工業暨智能產業博覽會
Cee.2021China International future industry and Intelligent Industry Expo
時間：2021年6月26日-6月28日 地點：北京亦創國際會展中心
2021北京國際智慧教育展|2021中國國際教育裝備展會
新物聯號：上海秋碩展覽有限公司 2020-10-24 共有: 1229 瀏覽
引領行業未來發展——搭建展示交流平臺
CEE.將致力于打造中國智慧教育及教育裝備行業頂級權威品牌展會
構建全方位的交流與合作平臺
同期召開:2021CEE第二十屆亞洲國際消費電子展
熱網泵站無人值守遠程監控管理系統
新物聯號：唐山市柳林自動化設備有限公司 2020-10-27 共有: 451 瀏覽
熱網遠程監控管理系統是指由熱電廠提供熱源蒸汽，向各熱用戶通過熱力管網向各熱用戶統一輸送，由監控中心統一進行監管，和有效調節，以量計費，降低能源消耗，提高供熱質量。熱網遠程監控系統提供實時、準確、可靠的監測數據，使熱網的調控有了可靠的依據，是國家熱網用汽發展的必然和趨勢。
鄭好辦APP上線智慧停車丨實時查詢、一鍵導航、自助繳費
新物聯號：目博科技 2020-10-27 共有: 2540 瀏覽
鄭州智慧停車新模式，地磁作為前端車位信息采集設備，對接智慧停車系統高效運行
Linux4G遙測終端機，給您智能又安全的保障
新物聯號：唐山市柳林自動化設備有限公司 2020-10-28 共有: 313 瀏覽
支持嵌入式數據庫SQLite3、WEB SERVER服務，支持chrome，firefox等主流瀏覽器遠程訪問查看并設置參數
2021年新疆國際智能交通產業博覽會
新物聯號：交通展 2020-10-28 共有: 1319 瀏覽
同期活動
“一帶一路”新疆交通產業發展大會高峰論壇
展會概況 國家“一帶一路”重點展會·西北最大交通展
以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面落實《交通強國建設綱要》及推進交通強國試點工作，加快絲綢之路經濟帶核心區交通樞紐中心建設，促進行業技術交流，為新疆交通產業高質量發展提供有力支撐和保障；展會以“創新·融合·發展 助推絲綢之路核心區建設”為主題，將集
集無線傳輸一體的明渠在線計量終端
新物聯號：唐山市柳林自動化設備有限公司 2020-10-29 共有: 291 瀏覽
該終端通過液位數據、結合輔助的工程建筑物，通過水利學公式來計算流量值的明渠流量儀表，本流量計集成（GPRS/4G/NB）無線遠傳功能，能夠將現場監測的數據實時無線傳輸至監控中心數據平臺
時差式原理測量的無線多聲道超聲波流量計
新物聯號：唐山市柳林自動化設備有限公司 2020-10-29 共有: 319 瀏覽
用時差式原理測量不同層流的平均流速，結合液位和流體截面積來計算流量值的超聲波流量儀表
鯤鷺物聯AIOT智能照明解決方案
新物聯號：鯤鷺物聯 2020-10-29 共有: 368 瀏覽
隨著數字發展，照明行業在發生巨大變化，不斷涌現出遍及市場的智能照明解決方案。對照明企業而言，如何選擇適合企業發展的智能化方案，快速實現產品的智能化升級，尤為重要，今天就給大家介紹一下鯤鷺物聯的智能照明解決方案。
高標準高精度投入式液位監測傳感器
新物聯號：唐山市柳林自動化設備有限公司 2020-10-30 共有: 336 瀏覽
采用國際先進的高精度高穩定傳感器，配以ASIS高性能放大器，經過數千次疲勞沖擊，高、低溫循環老化及精密的數字溫度補償工藝，再經過不銹鋼全封焊（激光焊接）精制而成
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