基于单片机的DS18B20温度测量.docx
- 文档编号:26087453
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:193.01KB
基于单片机的DS18B20温度测量.docx
《基于单片机的DS18B20温度测量.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的DS18B20温度测量.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
基于单片机的DS18B20温度测量
基于DS18B20的温度测量系统
组员:
计佳辰11221120
组员:
徐文杰11221110
1.课题要求
测量环境中的温度,以BCD码的形式在LED上显示
2.设计背景
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现,能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差,这里设计的数字温度计具有读数方便,测温围广,测温精确,数字显示,适用围宽等特点。
本设计选用AT89C51单片机作为主控制器件,DS18B20作为测温传感器,通过LM016L实现温度显示。
通过DS18B20直接读取被测温度值,进行数据转换,该器件的物理化学性能稳定,线性度较好,在0℃~100℃最大线性偏差小于0.01℃。
该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
另外,该温度计还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
3.设计方案
3.1总体设计思路方案与系统框图
采用数字温度芯片DS18B20测量温度,输出信号全数字化。
采用了单总线的数据传输,由数字温度计DS18B20和AT89C51单片机构成的温度测量装置,DS18B20的DQ与AT89C51的P3.7口相连,与它直接输出温度的数字信号,采用AT89C51单片机控制,温度显示由四位八段LED显示屏完成,LED的D0~D7为8位双向数据端,与AT89C51的P1口相连,系统框图如下图所示。
3.2DS18B20芯片介绍
DS18B20引脚定义:
(1)DQ为数字信号输入输出端
(2)GND为电源地
(3)VDD为外接供电电源输入端
温度寄存器(0和1字节)
DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:
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。
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。
DS18B20的温度操作是使用16位,也就是说分辨率是0.0625。
BIT15~BIT11是符号位,为了就是表示转换的值是正数还是负数。
3.3LED显示屏(共阴)介绍
A,B,C,D,E,F,G,DP管脚是段选引脚,1,2,3,4是位选引脚(低电平有效),字形码如下:
3.4.AT89C51芯片
VCC:
供电电压。
GND:
接地。
P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:
P1口是一个部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:
P2口为一个部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:
P3口管脚是8个带部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
口管脚备选功能
P3.0RXD(串行输入口)
P3.1TXD(串行输出口)
P3.2/INT0(外部中断0)
P3.3/INT1(外部中断1)
P3.4T0(记时器0外部输入)
P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6/WR(外部数据存储器写选通)
P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP:
当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:
反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入。
XTAL2:
来自反向振荡器的输出。
3.5硬件电路图
本系统过温度传感器DS18B20的数据线DQ与主控芯片51单片机的P3.7相连接,DS18B20将采集到的数据送给单片机,经过单片机出来后,显示在8位数据线与单片机P1口的液晶LED上。
位选由P2控制。
3.6程序设计
4.仿真与调试
附录
TMPLEQU29H
TMPHEQU28H
DATAINBITP3.7
ORG0000H
MAIN:
MOVP1,#0FFH;LED显示清零(空格)
LCALLGET_TEMPER;调用初始化,写指令,读指令子程序
LCALLCVTTMP;十六进制转换为BCD码
LCALLDISP1;LED显示温度子程序
AJMPMAIN
;初始化DS18B20
INIT_1820:
SETBDATAIN
NOP
CLRDATAIN;拉低DQ发送复位脉冲
MOVR1,#3;延时
TSR1:
MOVR0,#107
DJNZR0,$
DJNZR1,TSR1
SETBDATAIN;拉高DQ
NOP
DATAIN,$;等待应答脉冲
MOVR0,#117;延时
TSR6:
DJNZR0,$
TSR7:
SETBDATAIN
RET
;初始化完毕
;调用初始化,写指令,读指令子程序
GET_TEMPER:
SETBDATAIN
LCALLINIT_1820;调用初始化子程序
MOVA,#0CCH
LCALLWRITE_1820;写命令,0CCH送入DS18B20,跳过ROM检测
MOVA,#44H
LCALLWRITE_1820;写命令,把44H送入DS18B20,在DS18B20部进行温度转换。
把测得的数据转换成十六进制
LCALLINIT_1820;调用初始化子程序
MOVA,#0CCH
LCALLWRITE_1820;写命令,把0CCH送入DS18B20,跳过ROM检测
MOVA,#0BEH
LCALLWRITE_1820;读命令,把0BEH送入DS18B20,准备读DS18B20的温度数据(十六进制)
LCALLREAD_18200;读命令,把温度数据读入单片机(以十六进制保存)
RET
;调用初始化,写指令,读指令子程序完毕
WRITE_1820:
;调用写指令子程序开始
MOVR2,#8
CLRC
WR1:
CLRDATAIN
MOVR3,#6
DJNZR3,$
RRCA
MOVDATAIN,C
MOVR3,#23
DJNZR3,$
SETBDATAIN
NOP
DJNZR2,WR1
SETBDATAIN
RET;调用写指令子程序完毕
READ_18200:
;调用读指令子程序开始
MOVR4,#2
MOVR1,#29H
RE00:
MOVR2,#8
RE01:
CLRC
CLRDATAIN
NOP
SETBDATAIN
MOVR3,#9
RE10:
DJNZR3,RE10
MOVC,DATAIN
MOVR3,#23
RE20:
DJNZR3,RE20
RRCA
DJNZR2,RE01
MOVR1,A
DECR1
DJNZR4,RE00
RET;调用读指令子程序完毕
CVTTMP:
MOVA,TMPH;调用温度转换子程序,十六进制转换为BCD码
MOVR0,A
ANLA,#80H
JZTMPC11
MOVA,TMPL
CPLA
ADDA,#1
MOVTMPL,A
MOVA,TMPH
CPLA
ADDCA,#0
MOVTMPH,A
TMPC11:
MOVA,TMPL
ANLA,#0FH
MOVDPTR,#TMPTAB
MOVCA,A+DPTR
MOV70H,A
MOVA,TMPL
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOVTMPL,A
MOVA,TMPH
ANLA,#0FH
SWAPA
ORLA,TMPL
H2BCD:
MOVB,#100
DIVAB
MOV73H,A
B2BCD1:
MOVA,#10
XCHA,B
DIVAB
MOV72H,A
MOV71H,B
MOVA,R0;调整指令,调整负号,空格
ANLA,#80H
JZZHENG
MOVA,72H
JNZDIS0
MOV73H,#0AH
MOV72H,#0BH
SJMPDISBCD1
DIS0:
MOV73H,#0BH
SJMPDISBCD1
ZHENG:
MOVA,73H
CJNEA,#00H,DISBCD1
MOV73H,#0AH
MOVA,72H
CJNEA,#00H,DISBCD1
MOV72H,#0AH
DISBCD1:
RET;温度转换子程序完毕
TMPTAB:
DB0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9
DISP1:
MOVR1,#70H;显示子程序开始(共阴极)
MOVR5,#0FEH
PLAY:
MOVP1,#00H
MOVA,R5
MOVP2,A
MOVA,R1
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,A+DPTR
MOVP1,A
MOVA,R5
ACC.1,L00P1
SETBP1.7;第二位小数点保留,其他位清掉
L00P1:
LCALLDL1MS
INCR1
MOVA,R5
JNBACC.3,ENDOUT
RLA
MOVR5,A
SJMPPLAY
ENDOUT:
MOVP1,#00H
MOVP2,#0FFH
RET;显示子程序完毕
TAB:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H
DB6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H,40H
DL1MS:
MOVR6,#14H;延时子程序
DL1:
MOVR7,#100
DJNZR7,$
DJNZR6,DL1
RET
END
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 DS18B20 温度 测量