温度感应器.doc

温度探测传感器说明温度传感器的工作原理：随着工业的不断发展，在工业生产过程中对温度的测量和控制已变的尤为重要了。对温度的测量和控制对提高生产效率、保证产品质量以及保障生产安全和节约能源有着非常重要的作用。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位，约占50%。 温度传感器主要是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。有不少元件、材料的特性都会随着温度的变化而变化，所以说能作为温度传感器的材料应该说是比较多的。温度传感器会随温度变化而引起物理参数变化的有：电阻、 膨胀、电容、而磁性能、电动势、频率、光学特性及热噪声等等。伴随着工业生产的不断发展，新型的温度传感器还将会不断的涌现在我们的生产生活中。温度是一种最基本的环境参数,人民的生活环境与温度息息相关,因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义,测量温度的关键是温度传感器,本文将介绍新型的智能集成温度传感器DS18B20的使用方法,以及用单片机AT89C2051对DS18B20的编程实现温度测量。1单线数字温度计DS18B20介绍Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。DS18B20数字温度计提供9位(二进制)温度读数,指示器件的温度。信息经过单线接口送入18B20或从18B20送出,因此从主机CPU到DS18B20仅需一条线(和地线)。DS18B20的测量范围从-55到+125,增量值为0.5,在-10+85C范围内,精度为0.5C。可在1秒钟(典型值)内把温度变换成数字。DS18B20的性能是新一代产品中最好的,性能价格比也非常出色。让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。2 DS18B20的内部结构及温度表示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。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。(见表一)。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以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再乘以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的数字输出为FC90H。3用单片机AT89C2051及数字温度传感器DS18B20构建一个温度测量系统根据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。对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程:在实际制作过程中考虑到芯片的体积(AT89C2051的大小仅为AT89C51的四分之一),及对一般的气温测量只需精确到一摄氏度,我们选用了AT89C2051和两位一体共阳极7段数码管,通过对DS18B20的编程(使用汇编语言),在KEIL软件中编译通过,用万能板制作成功,实现温度的测量,用单片机AT89C2051和DS18B20构成测温系统,用两位共阳数码管显示温度值,读取DS18B20及用两位共阳数码管显示温度的汇编语言程序如下:ORG0000H单片机内存分配申明TEMPER_LEQU29H;用于保存读出温度的低8位TEMPER_H EQU28H;用于保存读出温度的高8位FLAG1 EQU38H;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MAIN:LCALLGET_TEMPER;调用读温度子程序MOVA,29HMOVC,40H;将28H中的最低位移入CRRCAMOVC,41HRRCAMOVC,42HRRCAMOVC,43HRRCAMOV29H,ALCALLDISPLAY;调用数码管显示子程序AJMP MAIN;循环显示INIT_18B20:;这是DS18B20复位初始化子程序SETBP3.2NOPCLR P3.2MOVR1,#3;主机发出延时537微秒的复位低脉冲TSR1:MOVR0,#107DJNZR0,$DJNZR1,TSR1SETBP3.2;然后拉高数据线NOPNOPNOPMOVR0,#25HTSR2:JNBP3.2,TSR3;等待DS18B20回应DJNZR0,TSR2LJMP TSR4;延时TSR3:SETBFLAG1;置标志位,表示DS18B20存在LJMP TSR5TSR4:CLR FLAG1;清标志位,表示DS18B20不存在LJMP TSR7TSR5:MOVR0,#117TSR6:DJNZR0,TSR6;时序要求延时一段时间TSR7:SETBP3.2RETGET_TEMPER:;读出转换后的温度值SETBP3.2LCALLINIT_18B20;先复位DS18B20JBFLAG1,TSS2RET;判断DS18B20是否存在?若DS18B20不存在则返回TSS2:;DS18B20已经被检测到!MOVA,#0CCH;跳过ROM匹配LCALLWRITE_18B20MOVA,#44H;发出温度转换命令LCALLWRITE_18B20这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒LCALLDISPLAYLCALLINIT_18B20;准备读温度前先复位MOVA,#0CCH;跳过ROM匹配LCALLWRITE_18B20MOVA,#0BEH;发出读温度命令LCALLWRITE_18B20LCALL READ_18B20;将读出的温度数据保存到35H/36HRETWRITE_18B20:;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求)MOVR2,#8;一共8位数据CLR CWR1:CLR P3.2MOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVP3.2,CMOVR3,#23DJNZR3,$SETBP3.2NOPDJNZR2,WR1SETBP3.2RETREAD_18B20:;读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据MOVR4,#2;将温度高位和低位从DS18B20中读出MOV R1,#29H;低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)RE00:MOVR2,#8;数据一共有8位RE01:CLR CSETBP3.2NOPNOPCLR P3.2NOPNOPNOPSETBP3.2MOVR3,#9RE10:DJNZR3,RE10MOVC,P3.2MOVR3,#23RE20:DJNZR3,RE20RRCADJNZR2,RE01MOVR1,ADECR1DJNZR4,RE00RET显示子程序display:mov a,29H;将29H中的十六进制数转换成10进制movb,#10;10进制/10=10进制divabmovb_bit,a;十位在amova_bit,b;个位在bmovdptr,#numtab;指定查表启始地址movr0,#4dpl1:movr1,#250;显示1000次dplop:mova,a_bit;取个位数MOVCA,A+DPTR;查个位数的7段代码movp1,a;送出个位的7段代码clr p3.4;开个位显示acall d1ms;显示1mssetb p3.4mova,b_bit;取十位数MOVCA,A+DPTR;查十位数的7段代码movp1,a;送出十位的7段代码clr p3.3;开十位显示acall d1ms;显示1mssetb p3.3djnzr1,dplop;100次没完循环djnzr0,dpl1;4个100次没完循环ret1MS延时(按12MHZ算)D1MS:MOVR7,#80DJNZR7,$RET7段数码管09数字的共阳显示代码numtab:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H