项目智能温度计设计与调试

1、项目3 智能温度计的设计与调试任务1 温度传感器的初始化一、任务说明 单片机控制1片温度传感器DS18B20和1个报警指示灯，编写温度传感器的复位程序，复位成功时，指示灯闪烁。任务1 温度传感器的初始化二、任务分析1.硬件分析（1） DS18B20简介DS18B20 是单线数字温度传感器，具有独特的优点：u 采用单总线的接口方式，与微处理器连接时仅需要一条口线。u测温范围为 -55 + 125 ； 在 -10+ 85C 范围内，精度为 0.5C 。u 在使用中不需要任何外围元件。u 支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。u测量分辨率可通过程序设定 912

2、 位。u内部含有 EEPROM，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。任务1 温度传感器的初始化（2）DS18B20管脚排列u GND为电源 地；u DQ为数字信号输入输出端；要求外接一个约为 4.7K10K 的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。uVDD为外接供电电源输入端任务1 温度传感器的初始化（3）DS18B20内部结构 主要由4部分组成：64 位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。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，可以实现一根总线上挂接多个DS18B20。任务1 温度传感器的初始化

3、（4）复位时序数据线下拉 500us ，然后释放， DS18B20 收到信号后等待 16us60us 左右，然后发出 60us240us 的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号后表示复位成功。任务1 电路图任务1 温度传感器的初始化2.软件分析主函数调用DS18B20的初始化函数，然后循环执行指示灯报警。任务1 温度传感器的初始化三.任务实施步骤1：在Proteus软件中建立仿真电路文件。步骤2：在Keil中设计程序，汇编无误后，生成目标文件（.HEX）。步骤3：在Proteus软件中加载目标文件，仿真运行观察结果。步骤4：结果无误，请求教师检查、评价。步骤5：编制项目报告。任务2 整数显示温度

4、计一、任务说明 单片机控制1片温度传感器DS18B20，编写程序，完成温度测量和温度数据读取，并将温度值的整数部分显示在数码管上。任务2 整数显示温度计二、任务分析1.硬件分析 温度测量流程初始化ROM操作指令存储器操作指令数据传输DS18B20的ROM指令集DS18B20的存储器指令集任务2 整数显示温度计 向DS18B20写1位数据的时序拉低15us 写一位延时45us拉高数据线。连续写入时先低位后高位。任务2 整数显示温度计 从DS18B20读1位数据的时序（先写入读数指令0 xBE才能开始读数）数据线拉低数据线拉高读入一位延时45us 拉高数据线。任务2 整数显示温度计 温度数据处理

5、DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位二进制形式提供，形式表达，其中S为符号位。任务2 整数显示温度计 温度数据处理例 如125的数字输出为0 x07D0-55的数字输出为 0 xFC90任务2 整数显示温度计 温度数据处理读出2字节温度数据后，需要进行数据拼装：将低字节的高4位（2320）右移4位、将高字节的低4位（ S24 ）左移4位，然后拼装成8位数据。S26252423222120若S=0，温度数据为原码，可直接求10进制显示值，同时将标志变量清零;若S=1，温度数据为补码，需要取反加1后（补码求绝对值）再求10进制显示值，同时将标志变量置1。任务2 整数显示温度计2.

6、软件分析-函数构成主函数 Void main() 不断调用温度数据读取和动态显示函数显示 Void display() 4位显示值，最高位显示符号，低3位显示温度值的整数部分数据读取 Void ds18b20() 启动温度转换，连续读取两字节数据温度转换 Void temp_convert 温度数据的拼接与显示值求取写1字节 Void write (int dat) 向ds18b20写入1字节数据读1字节 int read () 从18b20读取1字节数据初始化 Void initial() Ds18b20初始化延时 Void delayus(int i)延时12us Void delayms

7、(int i)延时1ms任务2 整数显示温度计2.软件分析-变量定义#includesbit dq=P30;/ds18b20sbit led=P31;/指示灯unsigned char t,tl,th,flag=0;/t温度，flag标志unsigned char seg10=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;/共阳极七段码任务2 整数显示温度计2.软件分析-主函数流程调用动态显示函数调用温度数据读取函数任务2 整数显示温度计2.软件分析-温度读取函数调用读数子函数，读出高字节数据调用读数子函数，读出低字节数

8、据向DS18B20写入0XBE（读取温度数据）向DS18B20写入0XCC（跳过ROM操作）初始化DS18B20向DS18B20写入0X44（启动温度测量）向DS18B20写入0XCC（跳过ROM操作）初始化DS18B20Void ds18b20()完成传感器初始化、温度测量、温度数据读取。任务2 整数显示温度计2.软件分析-温度数据转换函数温度数据拼接判读符号位S=0,flag=0S=1,flag=1,求温度绝对值void temp_convert()完成温度数据拼接和温度符号定义。任务2 整数显示温度计2.软件分析-写1字节命令字右移1位拉高数据线延时60us向数据线送命令字最低位延时12

9、us拉低数据线循环8次Void write (int dat)完成向DS18B20写入1字节命令，写入顺序为先低后高。任务2 整数显示温度计2.软件分析-读1字节延时60us从数据线读1位数到temp最高位读数变量temp右移1位延时12us拉高数据线拉低数据线循环8次int read ()完成从DS18B20读出1字节温度数据，读数顺序为先低后高。任务2 整数显示温度计2.软件分析-温度数据显示P2=0X04判读符号变量flagflag=0显示百位flag=1显示 -Void display()完成温度数据和符号的显示第三位显示流程任务2 整数显示温度计三、任务实施步骤1：在Proteus软

10、件中建立仿真电路文件。步骤2：在Keil中设计程序，汇编无误后，生成目标文件（.HEX）。步骤3：在Proteus软件中加载目标文件，仿真运行观察结果。步骤4：结果无误，请求教师检查、评价。步骤5：编制项目报告。任务2 整数显示温度计四、任务拓展1.如何增加温度单位显示？2.如何实现多余显示位的消隐？3.如何增加显示温度值小数部分（保留1位小数）？任务3 小数显示温度计一、任务说明 单片机控制1片温度传感器DS18B20，编写程序，完成温度测量和温度数据读取，并将温度值精确到小数点后1位，显示在数码管上。任务3 小数显示温度计二、任务分析 从温度数据格式可知，若要取得温度值小数点后1位的值，就

11、需要将低字节温度数据（tl）的低4位数值乘以0.0625，然后扩大10倍，再取个位即可。1.温度数据转换部分原理分析任务3 小数显示温度计2.温度数据转换部分程序流程m=tl低4位m=m*625/1000在任务在任务2voidtemp_covert()中增加以下部分。中增加以下部分。任务3 小数显示温度计 十位显示值消隐的做法：判断百位和十位上的显示数字是否为零，若为零就消隐十位显示值（P0=0 xff），若不为零则正常显示数值。3.温度显示部分原理分析选中十位数码管判读百位十位是否为0是P0=0 xff否P0=segt%10任务3 小数显示温度计三、任务实施步骤1：在Proteus软件中建立

12、仿真电路文件。步骤2：在任务2程序基础上修改显示部分和温度转换部分，汇编无误后，生成目标文件（.HEX）。步骤3：在Proteus软件中加载目标文件，仿真运行观察结果。步骤4：结果无误，请求教师检查、评价。步骤5：编制项目报告。任务3 小数显示温度计四、任务拓展利用单片机项目板实测温度计，程序需要做什么修改？任务4 数字温度计一、任务说明 利用单片机项目板实现数字温度计，要求显示温度单位、温度数据精确到小数点后1位。任务4 数字温度计二、任务分析1.硬件部分修改 查看项目板上DS18B20的数据线dq实际连接情况，并修改程序变量定义。项目板上LED灯利用P3.7连接，修改程序中变量定义。按照项

13、目板硬件资源，将任务3做如下修改任务4 数字温度计二、任务分析2.软件部分修改（1）显示部分 由于项目板上的数码管公共端都连接了三极管反向放大器（增大公共端电压，提高数码管显示亮度），所以程序总凡是选中数码管的语句，都需要将控制字按二进制取反（如：0X010XFE、0X080XF7等） ，否则数码管不能点亮。任务4 数字温度计二、任务分析2.软件部分（2）DS18B20时序部分 由于项目板上的单片机(STC12C5A89S2)是一款高速单片机，指令提速6-12倍，而DS18B20的复位、读、写操作都对时序敏感，因此需要将上述三个子函数里所有延时部分的参数扩大10倍，如delayus(5)delayus(50)等。任务4 数字温度计三、任务实施步骤1：在Proteus软件中建立仿真电路文件。步骤2：在任务2程序基础上修改显示部分和温度转