DS18B20温度测量与控制试验报告

1、 课程实训报告 单片机技术开发 专 业： 机电一体化技术 班 级： 104201 学 号： 10420134 姓 名： 杨泽润 浙江交通职业技术学院机电学院 2012年 5月 29 日 目录 一、DS18B2温0度测量与控制实验目的 二、DS18B2温0度测量与控制实验说明 三、DS18B2温0度测量与控制实验框图与步骤 四、DS18B2温0度测量与控制实验清单 五、DS18B2温0度测量与控制实验原理图 六、DS18B2温0度测量与控制实验实训小结 一、实验目的 1.了解单总线器件的编程方法。 2.了解温度测量的原理，掌握 DS18B20 的使用 实验说明 本实验系统采用的温度传感器 DS1

2、8B20 是美国 DALLAS 公司推出的增强型单 总线数字温度传感器。 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持 “一 线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大 大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设 备或过程控制、 测温类消费电子产品等。 与前一代产品不同， 新的产品支持 3V 5.5V 的电压范围，使系统设计更灵活、方便。 DS18B20 测量温度范围为 -55 C +125 C，在-10+85C 范围内,精度为 0.5C。DS18B20可以程序设定 912位的分辨率，及用户设定的报警温度存

3、储在 EEPROM 中，掉电后依然 保存。 DS18B20 内部结构 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（在寄生电源接线方式时接地） 。 光刻 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以 看作是该 DS18B20 的地址序列码。 64 位光刻 ROM 的排列是： 开始 8 位（ 28H）是产品类型标号，接着的 48 位是该 DS18B20 自身的 序列号，最后

4、8 位是前面 56 位的循环 冗余校验码 （CRC=X8+X5+X4+1 ）。光刻 OMR 的作用是使每一个 DS18B20 都各不相同， 这样就可以实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目 的。 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。 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；

5、 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。 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。 DS18B20 温度传感器的存储器 DS18B20 温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存 RAM 和一个非易 失性的可电擦除的 E2RAM, 后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL 和结构寄 存器。 暂存存储器包含了 8 个连续字节， 前两个字节是测得的温度信息， 第一个 字节的内容是温度的低八位， 第二个字节是温度的高

6、八位。 第三个和第四个字节 是 TH、 TL 的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字 节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九 个字节是冗余检验字节。 该字节各位的意义如下： 低五位一直都是 1 ，TM 是测试模式位，用于设置 DS18B20 在工作模式还 是在测试模式。在 DS18B20 出厂时该位被设置为 0，用户不要去改动。 R1 和 R0 用来设置分辨率，如下表所示： （DS18B20 出厂时被设置为 12 位） 分辨率设置表 : 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

7、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 16 60 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。 三、实验框图与步骤 实验步骤： 1）系统各跳线器处在初始设置状态 （参见附录三），用导线连接 MCU 模块 的 P1.0 和 A/D D/A 模块的 DQ 输出端。将 MCU 模块的 JT11 跳线器的 CONTROL 短路帽置位左边。 2）打开18B20 测温文件夹下

8、 DS18B20.wsp 项目文件，打开项目中的文 件，阅读、分析、理解程序。用适配器连接 PC 机和系统 MCU ，编译、生成项 目、下载程序，全速运行程序。观察数码管显示温度值。 3）将 MCU 模块的 JT11 跳线器的 CONTRL 短路帽置位左边，手动按下 A/D D/A 模块的控制按键，接通加热电路，观察温度上升的过程；当温度达到设 定的范围，观察温度控制的过程。 四、实验清单 TEMPER_L EQU 20H ; 用于保存读出温度的低 8 位 TEMPER_H EQU 21H ; 用于保存读出温度的高 8 位 FLAG1 EQU 22H ; 是否检测到 DS18B20标志位 DA

9、TA_IN DATA 025H DATA_OUT DATA 026H TIMER DATA 030H BIT_COUNT DATA 031H DBUF DATA 032H CLK BIT P1.6 DAT BIT P1.7 ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START:SETB P1.4 MAIN: LCALL GET_TEMPE调R;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 TO

10、BCD LCALL DISPLAY ; 调用数码管显示子程序 LCALL DELAY AJMP MAIN INIT_1820: ;这是 DS18B20复位初始化子程序 SETB P1.0 NOP CLR P1.0 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 P1.0 ; 然后拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#25H TSR2:JNB P1.0,TSR3 ; 等待 DS18B20回应 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延时 TSR3:SETB FLAG1

11、 ; 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 P1.0 RET GET_TEMPER: ; 读出转换后的温度值 SETB P1.0 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_1

12、820 MOV A,#44H ; 发出温度转换命令 LCALL WRITE_1820 LCALL DELAY1 ; 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: ;写 DS18B20的子程序 （ 有具体的时序要求 ） MOV R2

13、,#8 ; 一共 8 位数据 CLR C WR1: CLR P1.0 MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV P1.0,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB P1.0 NOP DJNZ R2,WR1 SETB P1.0 RET READ_18200: ; 温度数据 MOV R4,#2 ; MOV R1,#29H 28H(TEMPER_H) RE00:MOV R2,#8 ; RE01:CLR C SETB P1.0 NOP NOP CLR P1.0 NOP NOP 读 DS18B20的程序 , 从 DS18B20中读出两个字节的 将温度高位和低位从 DS18

14、B20中读出 ; 低 位 存 入 29H(TEMPER_L),高 位 存入 数据一共有 8 位 NOP SETB P1.0 MOV R3,#9 RE10:DJNZ R3,RE10 MOV C,P1.0 MOV R3,#23 RE20:DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ R2,RE01 MOV R1,A DEC R1 DJNZ R4,RE00 RET TOBCD: MOV A,29H ;将 29H中的十六进制数转换成 10 进制 MOV B, #10 DIV AB MOV DBUF+1, A MOV A, B MOV DBUF,A MOV A,DBUF+1 CJNE A,#5,$+3

15、 JNC WW SETB P1.4 RET WW: CLR P1.4 DISPLAY: ANL P2,#00H; CS7279有效 MOV DATA_OUT,#10100100B ; A4H, 复位命令 CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000000B ; 在第一个数码管上显示 CALL SEND MOV DATA_OUT,DBUF CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000001B ; 译码方式 0,2 位显示在第一个数 码管上显示 CALL SEND MOV DATA_OUT,DBUF+1 CALL SEND RET SEND: MOV BIT_COUNT,#8 ; 发送字符子程序 ANL P2,#00H CALL LONG_DELAY SEND_LOOP:MOV C,DATA_OUT.7 MOV DAT,C SETB CLK MOV A,DATA_OUT RL A MOV DATA_OUT,A CALL SHORT_DELAY CLR CLK CALL SHORT_DELAY DJNZ BIT_COUNT,SEND_LOOP CLR DAT RET LONG_DELAY: MOV TIMER,#80 ; 延时约 200US DELAY_LOOP: DJNZ TIMER,DELAY_LOOP RET SHORT_DELAY: MOV