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当前位置:首页 >> 文章中心 >> DS18B20数字温度计实验
   
 
  作者:本站 来源:本站原创 浏览次数: 添加时间:07-11-28 5:00
 
 
实验任务
  用一片DS18B20构成测温系统,测量的温度的范围在0度到99度之间,用2位数码管显示出来,同时用一个发光管指示DS18B20是否在线,亮表示在线,熄灭表示不在线。

所需硬件:   1.单片机实验开发板A
            2.杜邦头插线
            3.DS18B20
            4.STC89C51RC单片机
所需软件:   1. Keil C51 V8.08Keil_uv3 绿色版本
            2.STC单片机ISP下载编程软件

             18B20中文资料


            DS18B20连接图

    DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,具有线路简单,体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信线,可以挂很多这样的数字温度计,十分方便。
1.DS18B20产品的特点
   (1)、只要求一个端口即可实现通信。
   (2)、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
   (3)、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
   (4)、测量温度范围在-55。C到+125。C之间。
   (5)、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
   (6)、内部有温度上、下限告警设置。

2.DS18B20的引脚介绍
     TO-92封装的DS18B20的引脚排列见图1,其引脚功能描述见表1。

(底视图)图1
表1 DS18B20详细引脚功能描述
序号名称引脚功能描述
1GND地信号
2DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源。
3VDD 可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。


3.DS18B20的使用方法
  由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,硬件上并不支持单总线协议,因此,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
  由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。
DS18B20的复位时序


DS18B20的读时序
  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的读时隙是从主机把单总线拉低之后,在15微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。


DS18B20的写时序
  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,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。


4.电路原理图
    请参考开发板原理图.

5.系统板上硬件连线
(1).把开发板串口线连接到电脑上。
(2).DS18B20的GND DQ VDD用杜邦头插线分别连接到实验板上单片机的20脚 23脚和40脚上,如上面的连接图,注意接线顺序。

6.C语言源程序
/******************************************************************
** DS18B20温度测量程序
** 晶 振  频 率:11.0592M
** 线路->单片机实验开发板A
******************************************************************/
    #include  
    #include
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int

    sbit PS2=P2^6;//数码管十位
    sbit PS1=P2^7;//数码管个位
sbit P_L=P1^0;//测量指示  
sbit DQ=P2^2;//DS18B20数据接口

void delay(uint);//延时函数
    void DS18B20_init(void);   //DS18B20初始化
void get_temper(void);    //读取温度程序
void DS18B20_write(uchar in_data); //DS18B20写数据函数
uchar DS18B20_read(void);////读取数据程序
uchar htd(uchar a); //进制转换函数
void display(void);//显示函数

uchar temp;//温度寄存器
bit DS18B20; // 18B20存在标志,1---存在 0---不存在
    
uchar tab[10]={0xcf,0x03,0x5d,0x5b,0x93,0xda,0xde,0x43,0xdf,0xdb};//字段转换表
    
void main(void)
    {
    uint a;
while(1)
{
    get_temper();//测量温度
    for(a=0;a<200;a++)//显示,兼有延时的作用
    display();
}
    }

/****************************DS18B20读取温度函数**************************/
/*函数原型:void get_temper(void)
/*函数功能:DS18B20读取温度
/*输入参数:无
/*输出参数:无
/*调用模块:
/*建立时间:2005/11/14
/*作者:站长
/**********************************************************************/
void get_temper(void)
{
    uchar k,T_sign,T_L,T_H;
DS18B20_init();   //DS18B20初始化
    if(DS18B20)    //判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回
{
            DS18B20_write(0xcc);    // 跳过ROM匹配
            DS18B20_write(0x44);  //发出温度转换命令
    DS18B20_init();   //DS18B20初始化
        if(DS18B20)    //判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回
    {
                DS18B20_write(0xcc);//跳过ROM匹配
                DS18B20_write(0xbe);//发出读温度命令
                
T_L=DS18B20_read();//数据读出
T_H=DS18B20_read();
k=T_H&0xf8;  
                if(k==0xf8)
                    T_sign=1;   //温度是负数
                else
                    T_sign=0;  //温度是正数

                T_H=T_H&0x07;
                temp=(T_H*256+T_L)*0.0625;  //温度转换常数
            }
        }


}

/****************************DS18B20写数据函数**************************/
/*函数原型:void DS18B20_write(uchar in_data)
/*函数功能:DS18B20写数据
/*输入参数:要发送写入的数据
/*输出参数:无
/*调用模块:_cror_()
/*建立时间:2005/11/14
/*作者:站长
/**********************************************************************/
    void DS18B20_write(uchar in_data) //写DS18B20的子程序(有具体的时序要求)
    {  
        uchar i,out_data,k;
        out_data=in_data;
        for(i=1;i<9;i++)  //串行发送数据
        {
            DQ=0;
        DQ=1;
        _nop_();
            _nop_();
            k=out_data&0x01;
        if(k==0x01)  //判断数据  写1
        {
            DQ=1;
            }
        else   //写0
            {
            DQ=0;
        }
        delay(4); //延时62us
        DQ=1;
            out_data=_cror_(out_data,1);  //循环右移1位
        }
    }

/**************************DS18B20读函数**************************/
/*函数原型:void DS18B20_read()
/*函数功能:DS18B20读数据
/*输入参数:无
/*输出参数:读到的一字节内容
/*调用模块:delay()
/*建立时间:2005/11/14
/*作者:站长
/******************************************************************/
    uchar DS18B20_read()
    {
        uchar i,in_data,k;
        in_data=0;
        for(i=1;i<9;i++)  //串行发送数据
        {
            DQ=0;
        DQ=1;
        _nop_();
        _nop_();
            k=DQ; //读DQ端
        if(k==1)  //读到的数据是1
        {
            in_data=in_data|0x01;
        }
        else
        {
            in_data=in_data|0x00;
        }
        delay(3);  //延时51us
        DQ=1;
        in_data=_cror_(in_data,1); //循环左移1位
        }
        return(in_data);
    }

/**************************DS18B20初始化函数**************************/
/*函数原型:void DS18B20_init(void)
/*函数功能:DS18B20初始化
/*输入参数:无
/*输出参数:无
/*调用模块:delay()
/*建立时间:2005/11/14
/*作者:站长
/******************************************************************/  
   void DS18B20_init(void)
    {
    uchar a;
       DQ=1;//主机发出复位低脉冲
DQ=0;
delay(44); //延时540US
DQ=1;
for(a=0;a<0x36&&DQ==1;a++)
                  {//等待DS18B20回应
    a++;
                      a--;
                   }
if(DQ)
DS18B20=0;  //18B20不存在
else
{  
DS18B20=1;  // 18B20存在
delay(120); //复位成功!延时240US
}
    }


/**************************数码管显示函数**************************/
/*函数原型:void display(void)
/*函数功能:数码管显示
/*输入参数:无
/*输出参数:无
/*调用模块:delay()
/*建立时间:2005/11/14
/*作者:站长
/******************************************************************/
    void display(void)
    {
        P0=tab[htd(temp)>>4];//转换成十进制输出
    PS2=1;
        PS1=0;
    delay(200);
        P0=tab[htd(temp)&0x0f];//转换成十进制输出
    PS1=1;
        PS2=0;
    delay(200);
P_L=~DS18B20;
    }


/**************************十六进制转十进制函数**************************/
/*函数原型:uchar htd(uchar a)
/*函数功能:十六进制转十进制
/*输入参数:要转换的数据
/*输出参数:转换后的数据
/*调用模块:无
/*建立时间:2005/11/14
/*作者:站长
/******************************************************************/
    uchar htd(uchar a)
    {
    uchar b,c;
    b=a%10;
    c=b;
    a=a/10;
    b=a%10;
    c=c|b<<4;
    return c;
    }
/*******************************延时函数*********************************/
/*函数原型:delay(unsigned int delay_time)
/*函数功能:延时函数
/*输入参数:delay_time (输入要延时的时间)
/*输出参数:无
/*调用模块:无
/*建立时间:2005/10/21
/*作者:站长
/**********************************************************************/
void delay(unsigned int delay_time)   //延时子程序
{for(;delay_time>0;delay_time--)
{}
  }
keil工程文件打包下载cenwen1_c.rar

7.汇编语言源程序
/******************************************************************
** DS18B20温度测量程序
** 晶 振  频 率:11.0592M
** 线路->单片机实验开发板A
******************************************************************/
ORG 0000H

;单片机内存分配申明!
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   

;进行温度显示,这里我们考虑用网站提供的两位数码管来显示温度
;显示范围00到99度,显示精度为1度
;因为12位转化时每一位的精度为0.0625度,我们不要求显示小数所以可以抛弃29H的低4位
;将28H中的低4位移入29H中的高4位,这样获得一个新字节,这个字节就是实际测量获得的温度
;这个转化温度的方法非常简洁无需乘于0.0625系数

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 A
            MOV C,43H
            RRC A
            MOV 29H,A
            LCALL DISPLAY;调用数码管显示子程序
            JNB FLAG1,MM1
CLR P1.0
SJMP MAIN
MM1:        SETB P1.0
            SJMP MAIN

INIT_1820:  SETB P2.2  ; 这是DS18B20复位初始化子程序
            NOP
            CLR P2.2
            MOV R1,#3 ;主机发出延时537微秒的复位低脉冲
TSR1:       MOV R0,#107
            DJNZ R0,$
            DJNZ R1,TSR1
            SETB P2.2 ;然后拉高数据线
            NOP
            NOP
            NOP
            MOV R0,#25H
TSR2:       JNB P2.2,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 TSR5
TSR4:       CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820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 P2.2
            RET

GET_TEMPER: SETB P2.2  ; 读出转换后的温度值
            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
            LCALL DISPLAY  ;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 INIT_1820;准备读温度前先复位

            MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配
            LCALL WRITE_1820

            MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令
            LCALL WRITE_1820

            LCALL READ_18200; 将读出的温度数据保存到35H/36H
            RET

WRITE_1820: MOV R2,#8;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求),一共8位数据
            CLR C
WR1:        CLR P2.2
            MOV R3,#5
            DJNZ R3,$
            RRC A
            MOV P2.2,C
            MOV R3,#21
            DJNZ R3,$
            SETB P2.2
            NOP
            DJNZ R2,WR1
            SETB P2.2
            RET

READ_18200: MOV R4,#2 ; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据,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 P2.2
            NOP
            NOP
            CLR P2.2
            NOP
            NOP
            NOP
            SETB P2.2

            MOV R3,#8
RE10:       DJNZ R3,RE10
            MOV C,P2.2
            MOV R3,#21
RE20:       DJNZ R3,RE20
            RRC A
            DJNZ R2,RE01
            MOV @R1,A
            DEC R1
            DJNZ R4,RE00
            RET

display:    mov a,29H;显示子程序将29H中的十六进制数转换成10进制
            mov b,#10 ;10进制/10=10进制
            div ab
            mov b_bit,a ;十位在a
            mov a_bit,b ;个位在b
            mov dptr,#numtab ;指定查表启始地址
            mov r0,#4
dpl1:       mov r1,#250 ;显示1000次
dplop:      mov a,a_bit ;取个位数
            MOVC A,@A+DPTR ;查个位数的7段代码
            mov p0,a ;送出个位的7段代码
            clr p2.6 ;开个位显示
            acall d1ms ;显示1ms
            setb p2.6
            mov a,b_bit ;取十位数
            MOVC A,@A+DPTR ;查十位数的7段代码
            mov p0,a ;送出十位的7段代码
            clr p2.7 ;开十位显示
            acall d1ms ;显示1ms
            setb p2.7
            djnz r1,dplop ;100次没完循环
            djnz r0,dpl1 ;4个100次没完循环
            ret

D1MS:       MOV R7,#80 ;1MS延时
            DJNZ R7,$
            RET

numtab:     DB 0CFH,03H,5DH,5BH,93H,0DAH,0DEH,43H,0DFH,0DBH ;实验板上的7段数码管0~9数字的共阴显示代码

            end
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