基于单片机的DS18B20温度测量

1、基于DS18B20温度测量系统组员：计佳辰11221120组员：徐文杰112211101 .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开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.热敏电阻的本钱低,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,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点.本设计选用AT89C51单片机作为主限制器件,DS18B20作为测温传感器,通过LM016L实现温度显示.通过DS1

2、8B20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0c100c最大线性偏差小于0.01C.该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及限制.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单片机限制,温度显示由四位八段LED显示屏完成,LE

3、D的D0D7为8位双向数据端,与AT89C51的P1口相连,系统框图如下列图所示.图13.2DS18B20芯片介绍U232TJVCCDQ19.0GNDOG<TEXT>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存放器(0和1字节)力0'ba6taibsjbt2X1birOLSlr.12J,jrt一.*pHfail14blElJfrit12bql11bnIDh9hiHMKHyr*-ssDS18B20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0.0625C

4、/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.BIT15BIT11是符号位,为了就是表示转换的值是正数还是负数.3.3 LED显示屏共阴介绍QK3EIA,B,C,D,E,F,G,DP管脚是段选引脚,1,2,3,4是位选弓|脚低电平有效,字形码如下:3.4 .AT89C51

5、芯片JI"19fXTALIpo.o/adoPC,11P0.2JAD2XTAL2P0.4/AD4P0.S/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD?P2.0MP3.1U9P2.2/A1018921'22；-24；Z2PSENP23/A11ALEEAP25/A13P26/A14P27M15P1.0P3.0JRK>P1.1P3.1/TXDP12P3.2JlNf5"P1.3P3.3JlNfTP1.4P34/T0P1.5P35/T1P1.BP3.6/WRP17P3.7JRD1-23457.>>.VCC:供电电压.GND:接地.P0口：P0口为一个8位漏级开

6、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3时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高.P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的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,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故.在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收.P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TT

7、L门电流,当P2口被写“1时,其管脚被内部上拉电阻拉高,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.这是由于内部上拉的缘故.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,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能存放器的内容.P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和限制信号.P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流.当P3口写入“1后,它们被内部上拉为高电平,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

8、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0P3.3/INT1外部中断1P3.4T0记时器0夕卜部输入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同时为闪烁编程和编程校验接收一些限制信号.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

9、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,那么在此期间外部程序存储器0000H-FFFFH,不管是否有内部

10、程序存储器.注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器.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内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,pea本系统中通过温度传感器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限制.3.6 程序设计4 .仿真与调试附录TMPLEQU29HTMPHEQU28HDATAINBITP3.7ORG00

11、00HMAIN:MOVP1,#0FFH;LED1示清零空格LCALLGET_TEMPERI用初始化,写指令,读指令子程序LCALLCVTTMPIt六进制转换为BCD码LCALLDISP1;LED!示温度子程序AJMPMAIN;初始化DS18B20INIT_1820:SETBDATAINNOPCLRDATAIN拉低DQ发送复位脉冲MOVR1,#3延时TSR1:MOVR0,#107DJNZR0,$DJNZR1,TSR1SETBDATAI的高DQNOPJBDATAIN,蹄待应答脉冲MOVR0,#117延时TSR6:DJNZR0,$TSR7:SETBDATAINRET;初始化完毕;调用初始化,写指令,

12、读指令子程序GET_TEMPER:SETBDATAINLCALLINIT_1820fl用初始化子程序MOVA,#0CCHLCALLWRITE_1820;命令,0CCH送入DS18B20跳过ROM检测MOVA,#44HLCALLWRITE_1820写命令,把44H送入DS18B20在DS18B20内部进行温度转换.把测得的数据转换成十六进制LCALLINIT_1820fl用初始化子程序MOVA,#0CCHLCALLWRITE_1820;命令,把0CCH送入DS18B20跳过ROM检测MOVA,#0BEHLCALLWRITE_1820;命令,把0BEH送入DS18B2Q准备读DS18B20的温度数

13、据十六进制LCALLREAD_1820战命令,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,#8CLRCWR1:CLRDATAINMOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVDATAIN,CMOVR3,#23DJNZR3,$SETBDATAINNOPDJNZR2,WR1SETBDATAINRET调用写指令子程序完毕READ_18200:调用读指令子程序开始MOVR4,#2RE00:MOVR2,#8RE01:CLRCCLRDATAINNOPSETBDATAINMOVR3,#9RE10:DJNZR3,RE10M

14、OVC,DATAINMOVR3,#23RE20:DJNZR3,RE20RRCADJNZR2,RE01MOVR1,ADECR1DJNZR4,RE00RET调用读指令子程序完毕CVTTMP:MOVA,TMPHM用温度转换子程序,十六进制转换为BCD码MOVR0,AANLA,#80HJZTMPC11CPLAADDA,#1MOVTMPL,AMOVA,TMPHCPLAADDCA,#0MOVTMPH,ATMPC11:MOVA,TMPLANLA,#0FHMOVDPTR,#TMPTABMOVCA,A+DPTRMOV70H,AMOVA,TMPLANLA,#0F0HSWAPAMOVTMPL,AMOVA,TMPHA

15、NLA,#0FHSWAPAORLA,TMPLH2BCD:MOVB,#100DIVABMOV73H,AB2BCD1:MOVA,#10XCHA,BDIVABMOV72H,AMOV71H,BMOVA,R0;调整指令,调整负号,空格ANLA,#80HJZZHENGMOVA,72HJNZDIS0MOV73H,#0AHMOV72H,#0BHSJMPDISBCD1DIS0:MOV73H,#0BHSJMPDISBCD1ZHENG:MOVA,73HCJNEA,#00H,DISBCD1MOV73H,#0AHMOVA,72HCJNEA,#00H,DISBCD1MOV72H,#0AHDISBCD1:RE温度转换子程序完毕TMPTAB:DB0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9DISP1:MOVR1,#70Hs示子程序开始共阴极MOVR5,#0FEHPLAY:MOVP1,#00HMOVA,R5MOVP2,AMOVA,R1MOVDPTR,#TABMOVCA,A+DPTRMOVP1,AMOVA,R5JBA