实验报告DS18B20温度检测控制

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: db3fh,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 l