DS18B20温度测量.doc

武汉理工大学专业课程设计说明书课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: DS18B20温度测量 初始条件：1. 提供单片机实验箱；2. 使用伟福软件进行调试程序。3. 先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、Protues电路设计教程及单片机原理及应用等课程 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计时间：1周；2、要求：利用DAC0832输出正弦波信号（用示波器观察输出波形），初始频率为50Hz。3、技术要求：变频采用“”、“”键 控制，实时测量输出信号的频率值，并分析和实测输出信号的频率范围频率范围：0255Hz。信号类型：正弦波。信号幅值：05V。误差范围：THNY点亮二极管 TTLN液晶显示实时温度 图 5-1 程序流程图流程图说明，从流程图可以大体看出程序有两个部分构成。5.2 系统实现的功能 1）DS18B20四路测温；2) 告警；3）液晶显示；4）按键调整冷库工作温度范围； 下面对每一个小模块分别详述程序构成：DS18B20四路测温。设计中可以选用2种电路连接方式。第一种，多个ds18b20串接，然后通过一根数据线与单片机的一个I/O口相连；第二种，多个ds18b20分别于单片机的不同的I/O口相连。下面，首先对2中多点测温的设计进行比较。 第一种方案讨论。如图5-2。设计DS28B20是一个集成度很高的智能温度传感器，基于它的支持单总线协议和64为独特光刻ROM识别的特性，在工程应用领域一般设计是选择在一根数据线上接上多个DS18B20。在程序设计中，可以通过搜索ROM指令识别每一个挂在数据线上的DS18B20。在单独对每一个操作，从而完成多点测温的功能。另外，这种方式有一些弊端。每次操作都需要2次对64位序列号匹配过程。多个器件串接，完成全部的查询就需要与器件个数成倍增长的耗时。这样的应用对一些实时性要求很高的系统当中，是非常占用系统资源的（虽然省掉了端口资源，但CPU不得不等待N长时间后才能获取多点的的温度值）。第二种方案讨论。如图5-3。Ds18b20分别于多个I/O口相连，如将八个ds18b20直接与P1口相连。操作这8个ds18b20时，就直接操作P1口，相当于再操作一个ds18b20一样。它的耗时将与操作一个ds18b20一样。只是在程序设计上进行一些巧妙的改进即可。 图 5-2四个ds18b20串接图5-3 4个ds18b20并接与P1口1 告警2 设置冷库的工作范围是在TLTH就之间的。将4路测温进行平均取值，再与TH和TL比较。如果测得的温度高于温度上限，则开启制冷设备，小风扇。3 如果测得的温度低于温度下限，则开启发光二极管。4 液晶显示。此次设计中选用12864液晶进行显示。设计中共分为3个屏来显示。开启设备后，液晶显示欢迎界面，持续2s后，进入主界面，温度值显示状态。主界面显示内容有：四路的温度，平均温度，系统工作工作状态（正常，开启加热设备，开启制冷设备）。电路连接图见5-4。 图 5-4 12864电路连接图 按键控制。设计中通过5个独立按键完成温度上限和温度下限的调控。见图5-6。 图 5-6 按键控制模块6系统电路图6.1 资源分配表P1口作DS28B20的数据采集输入口P0口作12864显示的数据输入口P2.5P2.7分别作液晶的数据/地址选择端口，液晶读写端口，液晶使能端口P2.0 继电器控制端口P3.2 用来作发光二极管模拟显示加热装置端口;P3.7 温度上限设置P3.5:TH温度+;P3.6: TH温度;P3.4: 退出设置;P3.3: 温度下限设置7实际测量数据仿真记录7.1 仿真数据记录见下表7-1所示。环境温度（C）测量温度（C）平均误差 120.220.220.120.320.20 2 23.123.023.223.023.30.025 3 24.424.324.624.324.40 4 27.727.727.528.027.60 530.230.130.330.230.30.0257.2误差分析 温度在寄存器中为12位，分辨率为0.0625；测温范围：-55度+125度在数据处理中，采用四舍五余法保留了一位小数，通过5组的测量的数据，平均温度和实际温度误差几乎可以忽略。- 18 -武汉理工大学专业课程设计说明书8课程设计心得9参考文献1姚燕南，薛钧义.微型计算机原理与接口技术.北京：高等教育出版社.20042 李群芳，张士军，黄建.单片微型计算机与接口技术（第2版）.北京:电子工业出版 社.20053 徐维祥，刘旭敏.单片微型计算机原理及应用.大连：大连理工大学出版社.20064 李广弟等 单片机基础 北京航空航天出版社， 2001.7 5 楼然苗等 51 系列单片机设计实例 北京航空航天出版社， 2003.3 6 唐俊翟等 单片机原理与应用 冶金工业出版社， 2003.9 7 刘瑞新等 单片机原理及应用教程 机械工业出版社， 2003.7 8 吴国经等 单片机应用技术 中国电力出版社， 2004.1 10成绩评定表本科生课程设计成绩评定表姓 名性 别专业、班级课程设计题目：DS18B20温度测量课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日附录1：源程序- 26 -/* file: 冷库温度测量与控制系统*/#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charvoid delayus(uint i);void delayms(uchar x);void write_com(uchar comr );void write_dat(uchar dat);void set_pos(uchar x,uchar y);void init_lcd();void init_1();void init_2();void init_ds18();uchar read_bit(void);void read_byte();void write_byte(uchar dat); void tempchange(void);void read_temp(void);void display(uint t);void welcom();void temp_set();void temp_control();#define DB P0 / 液晶数据端口#define DQ P1 / ds18b20数据采集端口sbit relay=P20; /继电器控制端口sbit light=P32; /利用发光二极管模拟显示加热装置端口sbit RS=P27; /液晶的数据/地址选择端口sbit RW=P26; /液晶读写端口sbit EN=P25; /液晶使能端口sbit s1=P37; /温度上限设置sbit s4=P36; /TH温度+sbit s5=P35; /TH温度sbit s2=P34; /退出设置sbit s3=P33; /温度下限设置uint m,y;uchar j,i,z=0;uchar x14,x24,n8,zf4,flag,g; /系统默认的最适宜的环境工作为温度uint k=0,0,0,0; /全局变量，便于函数之间的调用,存储四个端口的温度数据，按字节存储uint t=0,0,0,0,0,0,0,0; /中间变量，存储四个端口的数据int q4;float f4;char TH=30,TL=5;/*液晶开始界面的静态显示界面*/uchar code zeros=冷库工作温度设置;/16uchar code ones=最高温度: 度;/14uchar code twos=最低温度: 度;/14uchar code zero= A B ;/16uchar code one= C D ;/16uchar code two=冷库实温 ;/15uchar code heat= 开启加热设备 ;uchar code cool= 开启制冷设备 ;uchar code well= 冷库温度良好 ;void main()init_lcd();delayms(3);welcom();for(i=0;i0;i-)delayms(100);read_temp(); /运行该函数后，就得到了温度的实际值了 for(i=0;i0) y=m;write_com(0x8D); display(y); else y=abs(m); z=1; write_com(0x8D); display(y); temp_set(); temp_control(); /*延时10*i us*/void delayus(uint i)while(i-);/*延时1ms*/void delayms(uchar x)uchar m,n;for(m=x;m0;m-)for(n=110;n0;n-);/*对液晶操作的命令写入*/void write_com(uchar com)RS=0; RW=0; EN=0;DB=com;delayms(5);EN=1;delayms(5);EN=0;/*写显示数据函数*/void write_dat(uchar dat)RS=1; RW=0; EN=0;DB=dat;delayms(5);EN=1;delayms(5);EN=0;/*设定显示位置*/void set_pos(uchar x,uchar y)uchar pos;if(x=0) x=0x80;/第1排，显示8个汉字else if(x=1) x=0x90;/第2排,显示8个汉字 else if(x=2) x=0x88;/第3排,显示8个汉字 else if(x=3) x=0x98;/第4排,显示8个汉字 pos=x+y;write_com(pos);/*lcd初始化设定*/void init_lcd()write_com(0x30); delayms(5); /功能设定为8位输出数据write_com(0x0C); delayms(5); /显示开，关闭光标write_com(0x01); delayms(5); /清除显示内容/*液晶启动的欢迎界面*/void init_1() uchar i; set_pos(0,0); for(i=0;i16;i+) write_dat(zeroi); set_pos(1,0); for(i=0;i16;i+) write_dat(onei); set_pos(2,0); for(i=0;i16;i+) write_dat(twoi);/*主界面的静态显示界面*/void init_2()uchar i;set_pos(0,0); for(i=0;i16;i+) write_dat(zerosi);set_pos(1,0); for(i=0;i14;i+) write_dat(onesi);set_pos(2,0); for(i=0;i14;i+) write_dat(twosi);write_com(0x95); write_dat(TH/10+0);write_dat(TH%10+0);write_com(0x8D); write_dat(TL/10+0); write_dat(TL%10+0);/*操作DS18B20*/*初始化ds1820温度传感器*/ void init_ds18() DQ =0x00; /单片机将DQ拉低 delayus(100); /精确延时 大于 480us DQ=0xff; /拉高总线 delayus(60); /*读一位（DS18B20驱动）*/uchar read_bit(void) uchar i=0,j; uchar dat=0; DQ=0x00;j+;j+;j+;/仅仅用于延时 DQ =0XFF; / 给脉冲信号 i+;i+;i+; /仅仅用于延时 dat=DQ; /每个端口读取一位（bit）信号,一次读取四个端口的数据delayus(5); return(dat); /*读取ds18b20的一个字节数据*/void read_byte() uchar i,j,x; ucharh=0x01,0x02,0x04,0x08; /h数组就是用于选择4个ds18b20器件 for(i=0;i8;i+) /第一层循环完成一个字节的存储 j=read_bit(); for(x=0;x4;x+)/第二层循环是将4个ds18b20读取的一个字节的数据分别存储与k【】数组中 switch(hx) / 器件选择 case 0x01: kx=(j&hx)1);break;case 0x02: kx=(j&hx)1);break;case 0x04: kx=(j&hx)1);break;case 0x08: kx=(j&hx)1);break; void write_byte(uchar dat)/写一个字节（DS18B20驱动） uchar i=0,t; DQ=0x00; delayus(5); for (i=8; i0; i-) DQ = 0; t=dat&0x01;if(t) DQ=0xFF;else DQ=0x00; delayus(3); DQ=0XFF; dat=1; void tempchange(void)init_ds18();delayms(1);write_byte(0xCC);/ 跳过读序号列号的操作 write_byte(0x44);/ 启动温度转换/温度转换， void read_temp(void)/读取温度（DS18B20驱动） uchar i; init_ds18(); write_byte(0xCC); /跳过读序号列号的操作 write_byte(0xBE); /读取温度寄存器 read_byte(); /得到8个字节的数组k【8】 for(i=0;i4;i+) /低八位ti=ki; for(i=0;i4;i+)ki&=0x0000; read_byte(); /程序运行之后，k【】就得到新的赋值 for(i=0;i4;i+)ti=(ki0x0800) ti=(ti); ti=ti+1; zfi=1;else zfi=0; for(i=0;i4;i+) fi=ti*0.0625; ti=fi*10+0.5; if(zfi=1) qi=0-ti; else qi=ti;void display(uint t)write_dat(:); if(z=1) write_dat(-); z=0;write_dat(t/1000+0);write_dat(t%1000/100+0);write_dat(t%100/10+0);write_dat(.);write_dat(t%10+0); void welcom()uchar i;uchar code a0=冷库温度控制系统;uchar code a3=毛秋阳制作;write_com(0x90);for(i=0;i16;i+) write_dat(a0i);write_com(0x88);for(i=0;i=0)write_com(0x8D);write_dat(TL/10+0); write_dat(TL%10+0); write