51单片机与DS18B20温度传感器的单总线通信解析

"二叉树遍历-C51单片机12(温度传感器)课件" 本文主要讨论了C51单片机在处理温度传感器，特别是Dallas公司的DS18B20数字温度传感器时的应用。DS18B20是一款采用单总线接口的传感器，能够将温度直接转化为串行数字信号，便于与微控制器通信。这种传感器具有以下特点： 1. **单总线接口**：只需与单片机的一个端口连接，就能实现双向通信，简化了硬件设计，节省了I/O资源。 2. **三引脚设计**：包括VDD（电源）、GND（接地）和DQ（数据线），使得安装和布线更为简洁。 3. **多传感器挂载**：同一总线上可挂接多个DS18B20，适合于多点温度监测系统。 4. **电源特性**：工作电压为+5V，同时具备自供电能力，在信号线高电平时能为内部电容充电，用于低电平消耗。 5. **温度范围和精度**：测量范围从-55℃到+125℃，在-10℃到+85℃之间的精度可达±0.5℃。 DS18B20的工作过程涉及两个内部振荡器，一个低温度系数振荡器（提供稳定的计数脉冲）和一个高温度系数振荡器（频率随温度变化）。通过比较两个计数器的计数值来确定当前温度。温度寄存器在每次计数器1从预置数减到0时，温度值增加1℃，斜坡累加器则根据温度调整预置数，以补偿非线性。 在搜索ROM指令的执行过程中，DS18B20会将每一位及其补码发送到总线上，单片机通过读取并分析这些数据，可以识别总线上设备的状态，例如是否存在冲突或所有设备的数值是否一致。00表示有冲突，01表示所有设备此位为0，10表示所有设备此位为1，11则表明无DS18B20设备。 此外，每个DS18B20芯片都有唯一的64位光刻ROM地址，包含产品类型标号、序列号和CRC码，用于在单一总线上区分不同的传感器，类似于网络中的MAC地址，确保了数据传输的准确性和唯一性。 在实际应用中，C51单片机通过处理这些信号，结合DS18B20的特性，可以构建出精确、可靠的温度监测系统，尤其适用于远程和分布式环境的温度测量。