Cyfrowy czujnik temperatury Maxim-Dallas DS18B20

Pracownia Elektroniki i Elektroakustyki
Instytut Fizyki Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie
Cyfrowy czujnik temperatury Maxim-Dallas DS18B20
MK3
CEL ĆWICZENIA
Badanie układu DS18B20 – cyfrowego termometru sterowanego poprzez magistralę 1-Wire.
ZAGADNIENIA TEORETYCZNE
1.
2.
3.
4.
5.
Przetwarzanie analogowo cyfrowe.
Dziesiętny, szesnastkowy i binarny system liczb.
Sterowanie DS18B20 za pomocą magistrali 1-Wire.
Precyzja zapisu temperatury przy użyciu 9, 10, 11 i 12 bitów w układzie DS18B20.
Znajomość obsługi płytki ewaluacyjnej EvB 4.3.
PRZEBIEG ĆWICZENIA
1. Podłączyć przewody na płytce ewaluacyjnej według schematu:
a. PD2 – RS (wyświetlacz)
b. PD3 – E
(wyświetlacz)
g. PB0 – DS18B20 PIN2 - Środkowy (1Wire)
h. PB1 – S1 (Przycisk S1)
d. PD5 – D5 (wyświetlacz)
i. PB1 j. PB1 -
e. PD6 – D6 (wyświetlacz)
k. PB1 – S4 (Przycisk S4)
c. PD4 – D4 (wyświetlacz)
S2 (Przycisk S2)
S3 (Przycisk S3)
f. PD7 – D7 (wyświetlacz)
W przypadku wątpliwości sprawdzić w instrukcji do EvB 4.3.
Jeżeli układ EvB 4.3 nie jest zaprogramowany, zaprogramować go programem
mk3.hex.
Po zaprogramowaniu upewnić się że układ nie jest podłączony do komputera za
pomocą kabla USB. Rozłączyć zworkę USB-Vcc na płytce ewaluacyjnej.
2. Przed zasileniem układu wyregulować na zasilaczu napięcie 9V, wyłączyć zasilacz, podłączyć
przewody zasilające do płytki ewaluacyjnej, włączyć zasilacz.
3. Po zasileniu płyty ewaluacyjnej EvB 4.3 układ jest gotowy do pracy i pomiarów.
4. Przyciski S1, S2, S3 i S4 rozpoczynają komunikację z czujnikiem DS18B20 z precyzją
odpowiadającą 9, 10, 11 i 12 bitów(Wysyłane są m.in. rozkazy 44h i BEh). Po zakończeniu
transmisji mikrokontroler odczytuje dwa bajty danych (HIGH i LOW) w których zakodowana
jest temperatura. Wyniki wyświetlane są w systemie dziesiętnym.
5. Odczytać po pięć różnych wartości temperatury dla każdej z precyzji pomiarowej naciskając
odpowiednio przyciski S1 – S4 (czujnik można ogrzać palcem). Wyniki zapisać w tabeli.
6. Uzupełnić tabelę – zamienić wartości dziesiętne bajtów HiGH i LOW na postać binarną.
Wartość binarną zapisać w postaci XXXX XXXX (na przykład bajt o wartości dziesiętnej 116
będzie miał postać binarną 0111 0100)
7. Odczytać znak temperatury (temperatura dodatnia, ujemna)
8. Odkodować wartość temperatury odczytanej przez czujnik.
9. Wyciągnąć wnioski.
http://www.ajd.czest.pl
http://if.ajd.czest.pl
Strona
1
Pracownia Elektroniki i Elektroakustyki
Instytut Fizyki Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie
MK3
Cyfrowy czujnik temperatury Maxim-Dallas DS18B20
TABELA POMIAROWA
PRECYZJA
9 BITÓW
PRZYCISK S1
10 BITÓW
PRZYCISK S2
11 BITÓW
PRZYCISK S3
12 BITÓW
PRZYCISK S4
LP.
LOW
{DEC}
HIGH
{DEC}
LOW
{BIN}
HIGH
{BIN}
CZAS
KONWERSJI
[ms]
ZNAK
+/-
TEMP.
[˚C]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
KRÓTKI OPIS UKŁADU DS18B20
Czujnik DS18B20 komunikuje się
z mikroprocesorem
za pomocą
magistrali 1Wire. Instrukcja 44h
wysłana do czujnika rozpoczyna Rysunek 1 Ramka danych przesyłana przez czujnik.
konwersję
temperatury.
Kod
polecenia BEh to żądanie odczytu temperatury. Po konwersji danych i żądaniu przesłania wyniku,
układ przesyła dwa bajty w których zakodowana jest informacja o temperaturze. Przesyłane dane
mają postać jak na rysunku 1. Bity Z oznaczają znak temperatury. Jeśli wszystkie bity mają wartość 0,
temperatura jest dodatnia. Bity C to część całkowita pomiaru temperatury wyrażona w [˚C]. Bity U to
część ułamkowa pomiaru temperatury. W przypadku pracy układu z precyzją 12 bitową
wykorzystywane są 4 bity U, w przypadku precyzji 11 – 3 bity U, 10 bitowej – 2 bity U i 9 bitowej 1 bit
U. Jeśli układ pracuje z precyzją mniejszą niż 12 bitów istotne są najstarsze bity U.
LITERATURA
1.
2.
3.
4.
Sztuka Elektroniki, Część 2, P. Horowitz, W. Hill, WKiŁ 1996
Nota katalogowa układu Maxim-Dallas DS1820, dostępna w pracowni oraz Bibliotece WMP
Mikrokontrolery AVR w praktyce, J. Doliński, BTC 2004
Instrukcja Obsługi, Zestaw Uruchomieniowy EvB 4.3 v4, www.and-tech.pl
http://www.ajd.czest.pl
http://if.ajd.czest.pl
Strona
2