DS18B20单片机原理与接口技术课程设计.doc

广东科学技术职业学院 10机电2班 单片机 课程设计必选题目：_ 自选题目：_班 级 ： 同组人: 学号: 同组人: 学号: 同组人: 学号: 完成时间：_广东科学技术职业学院二o一 年 月 日目录一 必选题目1 绪论 2 硬件电路设计 3 软件系统设计 4 实验结果分析与总结 5 参考文献 二 自选题目1 绪论 2 硬件电路设计 3 软件系统设计 4 实验结果分析与总结 5 参考文献 1 绪论 小组分工明细：莫天成 唐少雄 潘溢江 ds18b20总共有三个引脚，只有一个引脚是传送数据的，即为引脚dq，另外两个引脚分别接地gnd和电源vcc，所以只要将引脚dq与单片机相接即可。在原来的基础上，单片机at89c51还剩下9个引脚未用，接任意一个引脚都可以，为了焊接方便，避免跳线，最后决定选择p2.0为dq的连接引脚。2 硬件电路设计，电路图如下（1）ds18b20论述：美国dallas半导体公司的数字化温度传感器是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器，其内部使用了在板（on-b0ard）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的ds18b20体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。目前ds18b20批量采购价格仅5元左右。（2）ds18b20内部结构：ds18b20支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55c+125c，在-10+85c范围内，精度为0.5c。ds1822的精度较差为2c。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，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。独特的单线接口方式，ds18b20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与ds18b20的双向通讯。ds18b20支持多点组网功能，多个ds18b20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温。在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。可编程的分辨率为912位，对应的可分辨温度分别为0.5、0.25、0.125和0.0625，可实现高精度测温，在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快。测量结果直接输出数字温度信号，以一线总线串行传送给cpu，同时可传送crc校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。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）。 （3）根据以上关于ds18b20的资料可设计出温度传感器温度显示在数码管上的电路图，电路图如下图所示；3 软件系统设计（1）ds18b20工作原理控制ds18b20指令：33h读rom 55匹配rom foh-搜索rom cch-跳过rom ech-告警搜索命令44h温度转换 beh-读暂存器 4eh写暂存器 48h复制暂存器 b8h重调e2prom b4h读供电方式（2）ds18b20工作流程 （a）初始化 单片机将dq设置为低电平，延时至少480us后再将其编程高电平，即提供一个脉冲480ust960us的复位脉冲。等待1560us后，检查dq是否变成低电平，为低电平则表明复位成功。（b）写时序对于ds18b20的写时序分为写0时序和写1时序两个过程。写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证ds18b20能够在15us到45us之间能够正确地采样io总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。（c）读时序对于ds18b20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。 对于ds18b20的读时序是从主机把单总线拉低之后，在15u秒之内就得释放单总线，以让ds18b20把数据传输到单总线上。ds18b20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。 （d）写程序将ds18b20的引脚dq与单片机的p20相接，程序如下：#include /调用函数的头文件sbit dq=p20; /特殊位定义unsigned char a,b,c,d; /全局变量的定义/*延时函数*void delay(unsigned char j) unsigned char i; for(i=j;i0;i-);/*定时/计数器的初始化*void init_t0() tr0=0;tf0=0; /溢出位和启动位的初始化 th0=0xff;tl0=0xfe; /定义初值 tr0=1; /启动定时/计数器/*ds18b20芯片的初始化*void init_ds18b20() dq=1;delay(5); /拉高总线，延时15us dq=0;delay(30); /拉低总线。延时320us dq=1; /释放总线，15us后可检测芯片自动拉低，延时160us delay(20);/*写一个字节给芯片的函数*void writeonechar(unsigned char write) unsigned char i=0; for(i=8;i0;i-) /要给芯片总线发信号单片机要给它信号了 dq=0;delay(1); /拉低总线，延时1us即可 dq=write&0x01; /取出最低位接收 delay(1); /等待芯片接收完成 dq=1; /释放总线 write=1; /为下一位的取出做准备，同时有延时功能/*单片机读芯片发出信号的函数*unsigned char readonechar() unsigned char i; unsigned char read; /单片机要读芯片的字节，要告诉芯片，通过高低电平的时序完成 for(i=8;i0;i-) dq=1;delay(1); /拉高，延时15us dq=0;read=1; /拉低，延时15us,同时为位的存放做准备 dq=1;delay(1); /释放总线，延时。 if(dq=1) read|=0x80; /判断总线给单片发的信号并存入变量read中 delay(4); /等待完成 return read; /返回read的值/*读取温度值函数*float readtemperature() unsigned char templ=0; / 变量的定义 unsigned int temph=0; / 因为后面高位要处理所以不能定义为char float temperature=0; / 要做小数temperature不能定义为int init_ds18b20(); /芯片初始化 writeonechar(0xcc); /跳过rom即跳过序列号查询 writeonechar(0x44); /启动ds18b20温度转换 init_ds18b20(); /芯片初始化 writeonechar(0xcc); /跳过rom即跳过序列号查询 writeonechar(0xbe); /读取寄存器的温度值 templ=readonechar(); /读取温度低字节 temph=readonechar(); /读取温度高字节 temperature=(temph8)+templ)*0.0625; /转换成十进制 return temperature; /返回temperature值/*温度数值中取出各个位的函数*void zhuan_huan() unsigned int t; t=readtemperature()*100; /取小数点后两位 a=t/1000; /十位 b=(t-a*1000)/100; /个位 c=(t-a*1000-b*100)/10; /小数点后一位 d=t%10; /小数点后两位/*主函数*main() tmod=0x01; /定时/计数器的模式选择：方式一 ea=1;et0=1; /启动中断，启动中断0 init_t0(); /定时/计数器的初始化 while(1) /无限循环 init_ds18b20(); /初始化ds18b20 readtemperature(); /读取温度/*定时/计数器中断0中断函数*void a0_intdpy_8seg() interrupt 1 unsigned char h=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;/数码管的显示数组定义 unsigned char i; i+; /变量自增 zhuan_huan(); /温度数值中取出各个位 switch(i) /开关函数显示为选共阳极数码管 case 1: p2=0xf7;p0=hd;break; case 2: p2=0xef;p0=hc;break; case 3: p2=0xdf;p0=hb&0x7f;break; case 4: p2=0xbf;p0=ha