空调控制器DS18B20单元设计

本文介绍了如何使用DS18B20数字温度传感器和单片机设计空调控制器的温度读取单元。

1. 硬件设计

DS18B20是一种数字温度传感器，采用1-wire总线协议，只需要一个引脚即可实现数据传输和供电。因此，我们只需要在单片机上连接一个GPIO口即可完成DS18B20的连接。

硬件设计如下图所示：

DS18B20

其中，P0.0是单片机的GPIO口，用于连接DS18B20的数据线。R1是上拉电阻，用于给数据线提供上拉电平。C1是滤波电容，用于消除电源干扰。

2. 软件设计

DS18B20的温度读取需要遵循一定的协议，具体步骤如下：

(1) 初始化DS18B20，发送复位脉冲，检查DS18B20的存在性。

(2) 发送写指令，选择DS18B20的温度寄存器。

(3) 发送读指令，读取温度寄存器的值。

(4) 将读取的值转换为实际温度值。

(5) 将温度值发送给控制器，控制器根据温度值调整空调的工作状态。

软件设计如下：

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit DQ = P0^0; // DS18B20数据线

void delay_us(uint us) // 微秒级延时
{
    while(us--)
    {
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
    }
}

void init_DS18B20() // 初始化DS18B20
{
    DQ = 1; // 置高电平
    delay_us(10); // 延时10us
    DQ = 0; // 置低电平
    delay_us(500); // 延时500us
    DQ = 1; // 置高电平
    delay_us(10); // 延时10us
}

uchar read_DS18B20() // 读取DS18B20数据
{
    uchar i, dat = 0;
    for(i = 0; i < 8; i++)
    {
        DQ = 0; // 置低电平
        dat >>= 1; // 右移一位
        DQ = 1; // 置高电平
        if(DQ) dat |= 0x80; // 如果读到高电平，将dat最高位设为1
        delay_us(10); // 延时10us
    }
    return dat;
}

void write_DS18B20(uchar dat) // 写入DS18B20数据
{
    uchar i;
    for(i = 0; i < 8; i++)
    {
        DQ = 0; // 置低电平
        DQ = dat & 0x01; // 写入最低位
        delay_us(10); // 延时10us
        DQ = 1; // 置高电平
        dat >>= 1; // 右移一位
    }
}

float read_temperature() // 读取温度值
{
    uchar TL, TH;
    float temperature;
    init_DS18B20(); // 初始化DS18B20
    write_DS18B20(0xCC); // 跳过ROM指令
    write_DS18B20(0x44); // 启动温度转换指令
    while(!DQ); // 等待转换完成
    init_DS18B20(); // 初始化DS18B20
    write_DS18B20(0xCC); // 跳过ROM指令
    write_DS18B20(0xBE); // 读取温度值指令
    TL = read_DS18B20(); // 读取温度低八位
    TH = read_DS18B20(); // 读取温度高八位
    temperature = TH;
    temperature <<= 8;
    temperature |= TL;
    temperature *= 0.0625; // 转换为实际温度值
    return temperature;
}

void main()
{
    float temperature;
    while(1)
    {
        temperature = read_temperature(); // 读取温度值
        // 将温度值发送给控制器，控制器根据温度值调整空调的工作状态
    }
}

3. 总结

以上就是DS18B20单元的设计过程，通过硬件和软件的配合，我们可以方便地实现对温度的读取。在实际应用中，我们可以将DS18B20单元集成到空调控制器中，从而实现对空调的智能控制。