毕业设计（论文）基于DS18B20 AT89S51的数字温控器设计

1、分类号分类号 密级密级 udc 毕毕 业业 设设 计计 基于 ds18b20at89s51 的 数字温控器设计 学生姓名学生姓名 学号学号 指导教师指导教师 系（中心）系（中心） 信息工程系 专专 业业 电子信息工程 年级年级 论文答辩日期论文答辩日期 年 月 日 中中 国国 海海 洋洋 大大 学学 青青 岛岛 学学 院院 基于 ds18b20at89s51 的数字温控器设计 完成日期： 指导教师签字： 答辩小组成员签字： i 摘 要 在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要 被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对 各类加热炉、

2、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度 进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度 的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问 题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。 单片机是一种集 cpu、ram、rom、i/o 接口和中断系统等部分于一体的器件，只需 要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。因此，单片机广泛用于现代工 业控制中。 本论文侧重介绍“单片机温度控制系统”的软件设计及相关内容。论文的主要内 容包括：采样、滤波、键盘、led 显示和报警系统，加热控制系统等。作为控制系统中 的一个典型实

3、验设计，单片机温度控制系统综合运用了微机原理、自动控制原理、模 拟电子技术、数字控制技术、键盘显示技术等诸多方面的知识，是对所学知识的一次 综合测试。 关键词：单片机；数字控制；温度计；ds18b20；at89s51 ii design of digital temperature controller based on ds18b20 digital control; thermometers; ds18b20; at89s51 iii 目 录 1 绪论 .1 1.1 课题的背景及意义 .1 1.2 相关技术的发展概况 .1 2 总体设计方案 .3 2.2 设计思路 .3 2.2 数字温控器

4、设计方案论证 .3 2.3 方案选择 .4 2.4 总体设计框图 .4 3 主要芯片概述 .5 3.1 单片机 at89s51.5 3.2 数字温度传感器 ds18b20.6 3.3 二四译码器 .8 4 硬件电路设计 .9 4.1 主模块.9 4.2 温度采集模块.10 4.3 温度传感与单片机的连接.10 4.4 显示模块 .11 4.5 报警电路.11 4.6 复位电路及电源电路.12 5 软件程序分析.13 5.1 系统软件算法分析 .13 5.2 主程序 .13 5.3 读出温度子程序 .13 5.4 温度转换命令子程序 .15 5.5 计算温度子程序 .15 5.6 显示数据刷新子

5、程序 .16 结束语.17 参考文献.18 致 谢.19 附 录.20 基于 ds18b20 gnd为电源地; vdd为外接供电电源输入端。 图 3-2 ds18b20 内部结构图 3、ds18b20 工作原理 ds18b20 的读写时序和测温原理与 ds1820 相同，只是得到的温度值的位数因分辨 率不同而不同，且温度转换时的延时时间由 2s 减为 750ms。 ds18b20 测温原理如图 3 所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信 号送给计数器 1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计 数器 2 的脉冲输入。计数器 1 和温度寄

6、存器被预置在55所对应的一个基数值。计 数器 1 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器 1 的预置值减到 0 时，温度寄存器的值将加 1，计数器 1 的预置将重新被装入，计数器 1 重新开始对低温 度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器 2 计数到 0 时，停止温度 基于 ds18b20i-) / 8次一个字节 dq = 0; /脉冲信号 date=1; /右移一位 dq = 1; /脉冲信号 if(dq) date|=0 x80; delay(4); / 延时 return(date); / 返回读取温度数据其程序流程图 y 启动 ds18b20 初始化 发读温

7、度命令 读取操作，crc 校验 9 字节完？ crc 校验正？ 确？ 移入温度暂存器 结束 n n y 基于 ds18b20 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 main: 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

8、 a mov c, 43h rrc a mov 29h, a lcall display; 调用数码管显示子程序 ajmp main ; 循环显示 init_18b20: ; 这是ds18b20复位初始化子程序 setb p3.2 nop clr p3.2 mov r1,#3; 主机发出延时537微秒的复位脉 冲 tsr1: mov r0,#107 djnz r0, $ djnz r1, tsr1 setb p3.2; 然后拉高数据线 nop nop nop mov r0, #25h tsr2: jnb p3.2,tsr3; 等待ds18b20回应 djnz r0, tsr2 ljmp tsr

9、4 ; 延时 tsr3: 基于 ds18b20 置标志位,表示ds18b20存在 ljmp tsr5 tsr4: clr flag1 ; 清标志位,表示ds18b20不存在 ljmp tsr7 tsr5: mov r0, #117 tsr6: djnz r0,tsr6 ; 时序要求延时一段时间 tsr7: setb p3.2 ret get_temper: ; 读出转换后的温度值 setb p3.2 lcall init_18b20; 先复位ds18b20 jb flag1 ,tss2 ret ; 判断ds18b20是否存在? 若ds18b20不存在则返回 tss2: ； ds18b20已经被

10、检测到! mov a,#0cch ; 跳过rom匹配 lcallwrite_18b20; mov a,#44h ; 发出温度转换命令 lcallwrite_18b20; 等待ad转换结束,12位的话750 微秒 lcall display lcall init_18b20; 准备读温度前先复位 mov a,#0cch ; 跳过rom匹配 lcallwrite_18b20 mov a,#0beh ; 发出读温度命令 lcallwrite_18b20 lcall read_18b20; 将读出的温度数据保存到 35h/36h ret write_18b20: ; 写ds18b20的子程序 mov

11、r2,#8; 一共8位数据 clr c wr1: clr p3.2 mov r3, #6 djnz r3, $ rrc a mov p3.2, c mov r3, #23 djnz r3, $ setb p3.2 基于 ds18b20 从ds18b20中读出两字节温度数 据 mov r4,#2 ; 将温度从ds18b20中读出 mov r1,#29h ; 低位存入29h re00: mov r2,#8; 数据一共有8位 re01: clr c setb p3.2 nop nop clr p3.2 nop nop nop setb p3.2 mov r3, #9 re10: djnz r3, r

12、e10 mov c, p3.2 mov r3, #23 re20: djnz r3, re20 rrc a djnz r2, re01 movr1,a dec r1 djnz r4, re00 ret 显示子程序 display: mov a,29h; 将29h中的数转换成10进制 mov b,#10 ; 10进制/10=10进制 div a b mov b _bit, a; mov a_ bit, b ; 个位在b movdptr, #num tab ; 指定查表启始地址 mov r0, #4 dpl1: mov r1,#250 ; 显示1000次 dplop:mov a v, a _bit ; 取个位数 movc a,a+dptr ; 查个位数的7段代码 基于 ds18b20 送出个位的7段代码 clr p3.4 ; 开个位显示 acall d1ms ; 显示1ms setb p3.4 mov a, v b _bit ; 取出十位数 movc a,a+dptr ; 查出十位数的7段代码 mov p1,a ; 送出十位的7段代码 clr p3.3 ; 开十位显示 acall d1ms ; 显示1ms setb p3.3 djnz r1,dplo