实验报告DS18B20温度检测控制

《实验报告DS18B20温度检测控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验报告DS18B20温度检测控制（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、1实训五实训五 DS18B20DS18B20 温度检测控制实训温度检测控制实训一、实训目的一、实训目的1.温度传感器电路的工作原理。2.了解温度控制的基本原理。3.掌握一线总线接口的使用。二、实训说明二、实训说明1.DALLAS 最新单线数字温度传感器 DS18B20 简介Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持 3V5.5V 的电压范围，使系统设计

2、更灵活、方便。DS18B20 测量温度范围为 -55C+125C，在-10+85C 范围内,精度为0.5C。DS18B20 可以程序设定 912 位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在 EEPROM 中，掉电后依然保存。DS18B20 内部结构DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。DS18B20 的管脚排列如下:DQ 为数字信号输入/输出端；GND 为电源地；VDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地） 。光刻 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该 DS18B20 的

3、地址序列码。64 位光刻 ROM 的排列是：开始 8 位（28H）是产品类型标号，接着的48 位是该 DS18B20 自身的序列号，最后 8 位是前面 56 位的循环冗余校训码（CRC=X8+X5+X4+1） 。光刻 ROM 的作用是使每一个 DS18B20 都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量，以 12 位转化为例:用 16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 0.0625/LSB 形式表达，其中 S 为符号位。LS Byte:Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit023222120

4、2-12-22-32-4MS Byte:2Bit15Bit14Bit13Bit12Bit11Bit10Bit9Bit8SSSSS262524这是 12 位转化后得到的 12 位数据，存储在 18B20 的两个 8 比特的 RAM 中，二进制中的前面 5 位是符号位，如果测得的温度大于 0，这 5 位为 0，只要将测到的数值乘于 0.0625 即可得到实际温度；如果温度小于 0，这 5 位为 1，测到的数值需要取反加 1 再乘于 0.0625 即可得到实际温度。例如+125的数字输出为 07D0H，+25.0625的数字输出为 0191H，-25.0625的数字输出为 FF6FH，-55的数字输

5、出为 FC90H。温度数据输出（二进制）数据输出（十六进制）+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+25.06250000 0001 1001 00010191H+10.1250000 0000 1010 001000A2H+0.50000 0000 0000 10000008H00000 0000 0000 00000000H-0.51111 1111 1111 1000FFF8H-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH-25.06251111 1110 0110 1111FE6FH-551111

6、1100 1001 0000FC90HDS18B20 温度传感器的存储器DS18B20 温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL 和结构寄存器。暂存存储器包含了 8 个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是 TH、TL 的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。该字节各位的意义如下： TMR1R011111低五位一直都是 1

7、，TM 是测试模式位，用于设置 DS18B20 在工作模式还是在测试模式。在 DS18B20 出厂时该位被设置为 0，用户不要去改动。R1 和 R0 用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20 出厂时被设置为 12 位）分辨率设置表: R1R0分辨率温度最大转换时间009 位93.75ms30110 位187.5ms1011 位375ms1112 位750ms根据 DS18B20 的通讯协议，主机控制 DS18B20 完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位，复位成功后发送一条 ROM 指令，最后发送 RAM 指令，这样才能对 DS18B20 进行预定的操

8、作。复位要求主 CPU 将数据线下拉 500 微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待 1660 微秒左右，后发出 60240 微秒的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号表示复位成功。2、本实训在读取温度的基础上，完成类似空调恒温控制的实训。用加热电阻代替加热电机,制冷采用自然冷却。温度值通过 LED 静态显示电路以十进制形式显示出来，制冷采用自然冷却。三、实训步骤三、实训步骤1.用二号导线分别连接单片机最小应用系统的 P1.4、P2.0 到 DS18B20 模块的 T-CON、 OUT，连接 RXD(P3.0)、TXD(P3.1)到串行静态数码显示模块的 DIN、CLK 端。 2.将 89

9、S52 芯片插到单片机最小应用系统模块的 40P 锁紧插座中，请注意芯片的方向：缺请注意芯片的方向：缺口朝上。口朝上。用二号导线连接单片机最小应用系统模块的 EA/VP 端到电源模块的+5V。3.接好 AC 220V 电源，打开相关模块的电源开关, 用 ISP 下载器将“TH19_DS18B20.HEX”文件下载到 89S52 芯片中运行（ISPISP 下载器的使用查看附录二）下载器的使用查看附录二） 。4.实训现象: 串行静态数码显示模块显示“XX”为十进制温度测量值， “XX”为十进制温度设定值，当加热到设定的控制温度时如 40 度时，停止加热。四、实训电路图四、实训电路图 本实训需要用到

10、单片机最小应用系统模块（C 区），DS18B20 模块（A4 区）, 串行静态数码显示模块(A2 区)。单片机最小应用系统电路原理参考附录三, 串行静态数码显示电路原理参考实训十图 10.1,DS18B20 温度控制接口电路原理参考图 19.1。R6A475/2WGnd1DQ2Vcc3Q3A4DS18B20P2A4OUT123Q2A4TIP122+12V_A4P1A4T-CONLED1A4HeatOnQ1A49013VCC_A4R2A41KR1A410KR4A4470R5A4510R3A42.4KGNDVCC_A4123456J1A4VCCVCC_A4+12V_A4+12VVCCLED2A4V

11、CCR7A4510VCC_A44图 19.1 DS18B20 温度控制接口电路五、实训源程序五、实训源程序TEMPER_L EQU 29H ;用于保存读出温度的低 8 位 TEMPER_H EQU 28H ;用于保存读出温度的高 8 位 FLAG1 EQU 38H ;是否检测到 DS18B20 标志位 A_BIT EQU 20H ;数码管个位数存放内存位置 B_BIT EQU 21H ;数码管十位数存放内存位置 LEDBUF EQU 30H TEMP EQU 55H DIN BIT P1.0 CLK BIT P1.1 ORG 0000H LJMP START ORG 0100HSTART: S

12、ETB P1.4MAIN: LCALL GET_TEMPER ;调用读温度子程序 MOV A,29H MOV C,40H ;将 28H 中的最低位移入 C RRC A MOV C,41H RRC A MOV C,42H RRC A MOV C,43H RRC A MOV 29H,A LCALL DISPLAYRESULT LCALL DISPLAYLED ;调用数码管显示子程序 LCALL DELAY1 AJMP MAININIT_1820: ;这是 DS18B20 复位初始化子程序 SETB P2.0 NOP CLR P2.0MOV R1,#3 ;主机发出延时 537 微秒的复位低脉冲5 T

13、SR1: MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ R1,TSR1 SETB P2.0 ;然后拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#25HTSR2: JNB P2.0,TSR3 ;等待 DS18B20 回应 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延时TSR3: SETB FLAG1 ; 置标志位,表示 DS1820 存在 LJMP TSR5TSR4: CLR FLAG1 ; 清标志位,表示 DS1820 不存在 LJMP TSR7TSR5: MOV R0,#117TSR6: DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间TSR7: SETB P2.0

14、RETGET_TEMPER: ; 读出转换后的温度值 SETB P2.0 LCALL INIT_1820 ;先复位 DS18B20 JB FLAG1,TSS2 RET ; 判断 DS1820 是否存在?若 DS18B20 不存在则返回TSS2: MOV A,#0CCH ; 跳过 ROM 匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#44H ; 发出温度转换命令 LCALL WRITE_1820;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待 AD 转换结束,12 位的话 750 微秒 LCALL DELAY1 LCALL INIT_1820 ;准备读温度前先复位 MOV A,#0CCH

15、; 跳过 ROM 匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令6 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200 ; 将读出的温度数据保存到 35H/36H RET;写 DS18B20 的子程序(有具体的时序要求)WRITE_1820: MOV R2,#8;一共 8 位数据 CLR CWR1: CLR P2.0MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P2.0,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P2.0NOPDJNZ R2,WR1SETB P2.0RET; 读 DS18B20 的程序,从 DS18B20 中读

16、出两个字节的温度数据READ_18200: MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从 DS18B20 中读出 MOV R1,#29H ; 低位存入 29H(TEMPER_L),高位存入 28H(TEMPER_H)RE00: MOV R2,#8;数据一共有 8 位RE01: CLR C SETB P2.0 NOP NOP CLR P2.0 NOP NOP NOP SETB P2.0 MOV R3,#9RE10: DJNZ R3,RE107 MOV C,P2.0 MOV R3,#23RE20: DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ R2,RE01 MOV R1,A DEC R1 DJN

17、Z R4,RE00 RETDISPLAYLED: ;显示子程序 MOV LEDBUF+5,#10H MOV R0,#LEDBUF MOV R1,#TEMP MOV R2,#8DP10: MOV DPTR,#LEDMAP MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV R1,A INC R0 INC R1 DJNZ R2,DP10 MOV R0,#TEMP MOV R1,#8DP12: MOV R2,#8 MOV A,R0DP13: RLC A MOV DIN,C CLR CLK SETB CLK DJNZ R2,DP13 INC R0 DJNZ R1,DP12 RETLEDMAP: DB

18、3FH,6H,5BH,4FH,66H,6DH ;0，1，2，3，4，5 DB7DH,7H,7FH,6FH,77H,7CH ;6，7，8，9，A，B DB58H,63H,7BH,71H,00H,40H ;C，O，E，F， , -8 DB 63H,39H,63HDISPLAYRESULT: MOV LEDBUF, #10H MOV LEDBUF+3, #14H MOV LEDBUF+4, #13H GOON: MOV A,29H ;将 29H 中的十六进制数转换成 10 进制 MOV B, #10 DIV AB MOV LEDBUF+1, A ;3 MOV A, B MOV LEDBUF+2, A ;4 MOV A ,LEDBUF+1 CJNE A,#4,$+3 JNC WW SETB P1.4 RETWW: CLR P1.4 D1MS: MOV R7,#80 ;1MS 延时(按 12MHZ 算) DJNZ R7,$ RET DELAY: ; 延时子程序 MOV R7, #0DELAYLOOP: DJNZ R7, DELAYLOOP DJNZ R6, DELAYLOOP RETDELAY1: MOV R4,#020HAA1: MOV R5,#080HAA: NOP NOP DJNZ R5,AA DJNZ R4,AA1 RET END