单片机ds18b20温度计怎么判断正负(单片机ds18b20温度计实验报告)

背景

在单片机控制中，常常需要测量一些物理量，如温度、湿度等，而这些物理量并不是常常处于正值。因此，如何准确区分正负变得非常重要。针对温度测量，我们使用ds18b20温度计，下面将详细介绍如何通过ds18b20温度计来判断温度的正负。

ds18b20温度计介绍

ds18b20是一种数字式温度传感器。它可以使用一根3线或4线串行总线与单片机或其他数字芯片连接。ds18b20的精度高，价格也不贵，广泛应用于各种工业自动化和电子产品中。

ds18b20测量的温度范围为-55℃~125℃，输出的温度值为16位二进制补码，高8位为整数位，低8位为小数位，最高位表示正负。因此，当最高位为1时，温度为负数，当最高位为0时，温度为正数。

判断ds18b20测量结果的正负

当ds18b20采集的温度值为二进制补码形式时，如何准确区分正负的温度值呢？下面，我们将介绍两种判断ds18b20温度计测量结果的正负的方法。

方法一：利用位运算符号实现

由于温度值为16位二进制补码，因此我们可以通过位运算符号来判断最高位是否为1，以此来判断温度的正负。

代码示例：

```c
uint16_t temperature;
int8_t temp_int;
uint8_t temp_dec;

temperature = ds18b20ReadTemp(); // 读取ds18b20的温度值
if(temperature & 0x8000) // 当温度值最高位为1时，温度为负数
{
temp_int = -(int8_t)((~temperature + 1) >> 8); // 将温度值转换为有符号数(整数位)，并赋值给temp_int
temp_dec = ((~temperature + 1) & 0xff) * 625 / 1000; // 将温度值转换为有符号数(小数位)，并赋值给temp_dec
}
else // 当温度值最高位为0时，温度为正数
{
temp_int = temperature >> 8; // 将温度值转换为有符号数(整数位)，并赋值给temp_int
temp_dec = (temperature & 0xff) * 625 / 1000; // 将温度值转换为有符号数(小数位)，并赋值给temp_dec
}
```

方法二：利用int16_t数据类型实现

当温度值最高位为1时，温度为负数，最高位为0时，温度为正数，因此我们可以使用int16_t数据类型来存储温度值，使用int8_t数据类型来存储整数位和小数位。当温度为正数时，温度值直接存储在int16_t类型变量中，整数位为温度值除以256的商，小数位为温度值除以256的余数。当温度为负数时，先将温度值取反，再加1，然后再存储在int16_t类型变量中，整数位和小数位的计算方式与正数相同，然后再将整数位和小数位分别取反加1，得到温度的值。

代码示例：

```c
int16_t temperature;
int8_t temp_int;
uint8_t temp_dec;

temperature = ds18b20ReadTemp(); // 读取ds18b20的温度值
if(temperature < 0) // 当温度为负数时
{
temperature = ~(temperature - 1); // 将温度值取反加1
temp_int = (int8_t)(temperature / 256); // 计算温度整数位
temp_dec = ((temperature % 256) * 625 / 1000); // 计算温度小数位
temp_int = ~temp_int + 1; // 将整数位取反加1，得到真正的负数
temp_dec = ~temp_dec + 1; // 将小数位取反加1，得到真正的负数
}
else // 当温度为正数时
{
temp_int = (int8_t)(temperature / 256); // 计算温度整数位
temp_dec = ((temperature % 256) * 625 / 1000); // 计算温度小数位
}
```

总结

通过以上两种方法，我们可以准确判断ds18b20温度计测量值的正负，从而对温度值进行后续处理。在实际的单片机开发过程中，应根据实际情况选择合适的方法，提高代码的可读性和执行效率。