DS18B20温度传感器与正点原子单片机实验教程

资源摘要信息:"DS18B20数字温度传感器实验" DS18B20数字温度传感器是一款由Maxim Integrated生产的一线数字温度传感器，能够提供9位到12位的摄氏温度测量精度，具有数字信号输出的特点，适用于远距离温度测量。DS18B20传感器的数据通过一线（1-Wire）接口传输，只需一条数据线（和地线）就可以实现与微处理器的连接，极大地简化了硬件接口设计。此外，DS18B20具有可编程分辨率的特点，可以在3us至750ms之间选择，以适应不同的应用场景。 在实验中，我们通常使用正点原子单片机，这是一种基于ARM Cortex-M3核心的STM32F103系列微控制器，广泛应用于教学和产品开发。正点原子单片机以其高性能、低功耗、丰富的外设资源和灵活的编程方式受到嵌入式开发者的青睐。在本实验中，正点原子单片机将作为主机，通过一线接口与DS18B20数字温度传感器通信，读取温度数据，并通过特定的算法转换成人类可读的温度值。 实验内容包括硬件连接、软件编程和调试。首先，我们需要正确连接DS18B20传感器到单片机的相应引脚，确保数据线、地线连接无误。接下来，编写程序来实现对DS18B20的初始化、温度数据的读取和转换。由于DS18B20使用一线协议，因此需要在程序中实现一线通信协议的相关代码。编程时，我们可以采用C语言和相应的硬件抽象层(HAL)库或直接操作寄存器来完成。 在软件编程方面，我们需要设置单片机的GPIO（通用输入输出）引脚，以适应DS18B20的一线通信要求。通常，一线通信涉及到精确的时序控制，这需要通过编程来实现。程序的主要功能包括发送复位脉冲，读取ROM命令，跳过ROM命令，以及发送温度转换命令等。转换命令启动后，单片机需要等待足够的时间，以确保DS18B20完成温度测量。随后，单片机读取温度数据，并通过内置算法将原始数据转换为实际温度值。 调试过程是实验不可或缺的一部分。在此过程中，我们需要使用调试工具（如ST-LINK）和开发环境（如Keil uVision）来加载程序到单片机，并监视程序的执行和传感器数据。如果发现数据不准确或通信不成功，需要通过调试信息来定位问题，并对程序进行相应的调整。 通过这个实验，不仅可以掌握DS18B20数字温度传感器的工作原理和使用方法，还能深入理解一线通信协议，并且提高使用STM32系列单片机进行嵌入式系统开发的能力。实验的成功完成，有助于在工业控制、环境监测、消费电子产品等应用中实现精确的温度监测和控制。