51单片机驱动DS18B20多器件实现温度数据上传

DS18B20单总线多个器件驱动程序的关键知识点涉及DS18B20的工作原理、单总线通信协议、51单片机编程以及串口通信。详细解析如下： ### DS18B20工作原理与特性 DS18B20是美国DALLAS半导体公司生产的一种可组网数字温度传感器，广泛用于各种温度测量场景。它有以下特点： - **数字输出**: DS18B20提供的是数字形式的温度读数，与模拟温度传感器相比，具有更好的精度和抗干扰能力。 - **单总线接口**: 仅使用一根数据线进行通信（另外一根为电源线，第三根为地线）。这大大简化了与微控制器的连接方式。 - **多个器件支持**: DS18B20支持多器件在同一总线上运行，器件间通过唯一的64位序列号区分。 - **可配置的分辨率**: 用户可以根据应用需求，配置DS18B20的温度测量分辨率，范围从9位到12位。 - **内置非挥发性温度报警触发器**: 用户可以预先设置高温和低温触发阈值，当温度超出这个范围，DS18B20将产生一个报警信号。 ### 单总线通信协议 单总线协议是一种多主机、多从机的串行通信协议，其关键特性如下： - **一线多用**: 在同一总线上同时传递数据和能量。 - **分时机制**: 主机控制总线的访问权限，通过严格的时间间隔控制从机的数据发送。 - **设备识别**: 每个从机具有唯一的64位序列号，用以在总线上识别不同的设备。 - **脉冲信号**: 使用严格的时序和脉冲信号进行数据传输，包括复位脉冲、存在脉冲等。 ### 51单片机编程要点 51单片机是一种经典的8位单片机，为了实现DS18B20的驱动，需要关注以下编程要点： - **I/O口的配置**: 需要配置单片机的I/O口用于单总线通信，包括设置为输入或输出。 - **延时程序**: 由于单总线通信对时间的要求非常严格，必须编写精确的延时函数来控制数据传输的时序。 - **位操作**: 对DS18B20的数据操作往往需要进行位级别的读写操作。 - **中断处理**: 串口通信可能需要使用中断服务程序来处理来自上位机的请求或者发送数据。 ### 串口通信 在本程序中，51单片机需要将温度值通过串口发送回上位机，因此需要以下串口通信的要点： - **串口初始化**: 设置串口的波特率、数据位、停止位和校验位等参数。 - **数据发送**: 将温度值转换为可发送的格式（如ASCII码），通过串口发送。 - **中断或查询方式**: 可以采用中断方式响应串口发送或接收事件，也可以采用轮询方式检查串口状态。 ### 具体实现方案 在实现DS18B20单总线多个器件驱动程序时，具体步骤可能包括： 1. 初始化51单片机的相关I/O口为单总线通信模式。 2. 实现复位脉冲，检测DS18B20的存在脉冲以确认器件已正确连接。 3. 通过单总线向每个DS18B20器件发送温度转换命令。 4. 等待温度转换完成（根据DS18B20的转换时间）。 5. 通过单总线读取每个DS18B20器件的温度值。 6. 将读取的温度值转换为适合传输的格式，并通过串口发送到上位机。 7. 实现数据的接收和发送的同步机制，确保数据的准确性和完整性。 通过以上步骤，51单片机可以驱动多个DS18B20器件，并将温度信息可靠地传输到上位机。这一过程展示了单总线技术在多传感器应用中的高效性，同时体现了51单片机在资源受限环境下的强大功能和灵活性。