单片机(基于AT89S51的温度采集与显示系统设计)PPT

1、单片机(基于AT89S51的温度采集与显示系统设计)报告人：胡才俊课题的提出课题的提出 ：l 随着社会进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，目前市场普遍存在问题有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高的温度采集系统就很有必要。本课题以AT89S51单片机为核心控制元件，与DSl8B20组成温度采集系统，利用单片机和共阴极8段数码管对温度显示实现对温度的采集与显示。系统设计框图时钟模块51单片机DS18B20温度转换器驱动5V电压源八段数码管显示lAT89S51单片机简介：lAT8

2、9S51 是一款低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含4k bytes 的可系统编程Flash 只读程序。l 主要性能参数：主要性能参数：l u19982X MCS-51 产品指令系统完全兼容l 4k 字节在系统编程（ISP）Flash 闪速存储器l 1000 次擦写周期l 4.05.5V 的工作电压范围l u20840X静态工作模式：0Hz33MHzl u19977X级程序加密锁l 1288 字节内部 RAMl 32 个可编程 IO 口线l 2 个 16 位定时计数器l 6 个中断源l u20840X双工串行 UART 通道l 低功耗空闲和掉电模式l 中断可从空闲模唤醒系统l u304

3、75X门狗（WDT）及双数据指针l u25481X电标识和快速编程特性l 灵活的在系统编程（ISP 字节或页写模式）l功能特性概述：功能特性概述：lAT89S51 提供以下标准功能：4k 字节 Flash 闪速存储器，128 字节内部 RAM，32 个 IO 口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个 16 位定时计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51 可降至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内

4、容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。2. DS18B202. DS18B20单线温度传感器单线温度传感器l主要特征 全数字温度转换及输出。 1-wire总线数据通信。 最高12位分辨率，精度可达土0.5摄氏度。 12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒。 检测温度范围为-55+125。 内置EEPROM，限温报警功能。 64位光刻ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。 多样封装形式，适应不同硬件系统。 DS18B20的结构如图4.1所示：图4.1 DS18B20的结构图3. DS18B203. DS18B20工作原理工作原理l 三种形态的存储器资源ROM 只读存储器，

5、用于存放DS18B20ID编码。RAM 数据暂存器，用于内部计算和数据存取，数据在掉电后丢失，DS18B20共9个字节RAM，每个字节为8位。EEPROM 非易失性记忆体，用于存放长期需要保存的数据，上下限温度报警值和校验数据。温度LSB温度MSBTH用户字节1TH用户字节2配置寄存器保留保留保留CRC字节字节1 1字节字节2 2字节字节3 3字节字节4 4字节字节5 5字节字节6 6字节字节7 7字节字节8 8字节字节9 9l DS18B20的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除EEPROM。l 高速暂存RAM的结构为字节的存储器，结构如右：l 字节1、2:为温度信息；

6、l 字节3、4:是TH、TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新；l 字节5:用于确定温度值的数字转换分辨率；4.4.温度传感器温度传感器DS18B20DS18B20操作过程操作过程l 1.初始化l 2.操作ROMl 3.启动温度转换命令l 4.读出温度值5. DS18B205. DS18B20命令码命令码lCCH 跳过ROM命令l44H 温度转换命令lBEH 读暂存器命令l 当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存RAM中第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.

7、06250C/LSB形式表示，温度值格式如下：232221202-12-22-32-4SSSSS262524LSBLSBMSBMSB当符号位S=0时，表示测得的温度值为正值，可直接将其转换为十进制数。当符号位S=1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数。主机接收所需最短时间主机接收所需最短时间480us480us DS18B20DS18B20发出发出应答脉冲应答脉冲主机发出复位脉冲主机发出复位脉冲最小值：最小值：480us480us最大值：最大值：960us960us60 - 240us60 - 240usDS18B20DS18B20等待等待15 - 60us15 -

8、60usVDDVDDGNDGNDDS18B20DS18B20复位时序图复位时序图总线控制器低电平总线控制器低电平DS18B20DS18B20低电平低电平电阻上拉电阻上拉与与DS18B20间的任何通讯都需要以初始化序列开始，一个复位脉间的任何通讯都需要以初始化序列开始，一个复位脉冲跟着一个存在脉冲表明冲跟着一个存在脉冲表明DS18B20已经准备好发送和接收数据。已经准备好发送和接收数据。8.8.复位函数分析复位函数分析l void Init_DS18B20(void) l l DQ = 0; /单片机将DQ拉低lWrite_595();/ 延时作用；lDQ = 1;lWrite_595();/

9、延时作用；lWrite_595();/ 延时作用；l VccVccGndGnd15us15us15us15us30us30us主主CPUCPU读读0 0时隙时隙主主CPUCPU读读1 1时隙时隙主主cpucpu采样采样15us15us1us1us主主cpucpu采样采样l 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的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15us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。10.10.读字节函数读字节函数l unsigned char ReadOneCha

10、r(void)l lunsigned char i=0;lunsigned char dat = 0;lfor (i=8;i0;i-)l l DQ = 0; / 给脉冲信号l dat=1;l _nop_(); /delay 1usl DQ = 1; / 给脉冲信号l _nop_(); /delay 1usl if(DQ)l dat|=0 x80;l delay_18B20(4); /50us内 释放总线l l return(dat);l l 对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20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，

11、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。12. 12. 写一个字节函数写一个字节函数l void WriteOneChar(unsigned char dat)l l unsigned char i=0;l for (i=8; i0; i-)l l DQ = 0;l DQ = dat&0 x01; ldelay_18B20(5); lDQ = 1;l dat=1; l l l 主程序的主要功能是负责温度的实时显示,读出并处理DS18B20的测量温度值,温度测量1s进行一次,其程序流程图如上图所示初始化调用显示程序1s到？初次上电读出温度值温度计算处理显示数据刷新发温度转换开始命令NYYN共阴极数码管共阴极数码管 4位八段数码管