DS18B20读写程序

在电子温度监控和自动化控制系统中，精确测量温度一直是一个核心问题。DS18B20数字温度传感器因其出色的性能，在许多领域中被广泛使用。它以高精度、低功耗、以及对强电磁干扰的强抵抗力而著称。而AVR单片机由于其高效能、成本低廉、易用性强，成为工业控制领域内应用非常广泛的微控制器之一。因此，利用AVR单片机与DS18B20传感器相结合，可以开发出性能优良的温度检测系统。 本文将详细探讨如何使用AVR单片机来实现对DS18B20传感器的读写操作，为需要在项目中应用此技术的读者提供实用的编程参考。 我们需要了解DS18B20的基本工作原理。DS18B20采用数字信号输出温度值，具有9至12位的可编程分辨率，可通过一线接口与微控制器通信。其温度范围在-55°C至+125°C之间，且精度可达到±0.5°C（在-10°C至+85°C的范围内）。 在AVR单片机上操作DS18B20的首要步骤是初始化传感器。DS18B20_init函数负责完成这一操作，它涉及将数据线设置为输出模式，然后拉低数据线，从而给传感器发送复位脉冲，并通过等待DS18B20的响应来确认传感器已经准备就绪。 读取数据是通过DS18B20_readByte函数实现的。AVR单片机将数据线配置为输入模式后，通过精确控制时序来读取每一位数据。由于DS18B20使用的是单总线协议，每个数据位的读取都需要严格遵循协议规范，这是确保读取准确性的关键。 向DS18B20写入数据的过程与读取过程类似，但是由主机发起。DS18B20_writeByte函数根据输入的数据字节，通过设置不同的时序来写入每一位数据。写入操作的准确性同样依赖于时序的精确控制。 Read_temp函数通过调用DS18B20_readByte函数来读取传感器返回的高低字节温度值，并将其合并成实际的温度值。合并数据时要注意数据的字节序（大端或小端）以及温度值的符号位。 在完成了上述初始化、读取、写入及温度合并过程后，一个基本的DS18B20温度读写程序就构建完毕了。此时，我们可以在AVR单片机上实现温度的实时监控和控制逻辑。 例如，可以编写程序定时读取温度值，与设定的阈值进行比较，并根据比较结果控制相关设备的动作，比如开启或关闭冷却风扇、调整加热器功率等。AVR单片机的定时器可以用来实现定时读取功能，同时用户可以通过串口与单片机进行通信，设置温度阈值或查询当前温度。 值得注意的是，在进行程序开发时，我们还需考虑实际应用中可能遇到的电源噪声、长线传输等影响因素，并采取相应措施，比如增加电源滤波、使用信号隔离器、限制信号传输距离等，以确保系统的稳定运行和测量数据的准确性。 总体来说，通过AVR单片机与DS18B20传感器的配合，我们能够开发出功能强大的温度测量系统。了解并掌握AVR单片机与DS18B20的通信协议和编程接口，对于从事嵌入式系统开发的工程师而言，是非常有价值的技能。希望本文的内容能够帮助到有志于开发此类应用的读者，让他们的项目更加完善和成功。