温度传感器DS18B及LCD1602的使用

1、西南科技大学实验报告课程名称： 单片机原理及其应用 A实验名称：LCD1602及DS18B2C的应用姓 名： XX学 号：XXXXXXXXXX班 级：XXXX指导教师：XXX西南科技大学信息工程学院制实验目的实验题目1. 学习和理解液晶显示的原理，并且能够读懂液晶显示的时序图，学会编写有关LCD1602 的读、写等的程序。2. 学习和理解温度传感器的原理，并尝试着应用，能够根据DS18B2冲存储的十六进制 数来计算温度，理解原码和补码的转换。3. 在实验中，每次出现问题时，能够冷静地面对，通过改正实验中的错误，逐渐积累经 验。二、实验原理1. 1602液晶内部自带80个字节的DDRAM用来存储

2、待显示的字符代码，如下图所示：图1 1602的DDRA腑构图第一行的地址是0x00到0x27，第二行的地址从0x40到0x67，其中第一行0x00到0x0F 是与液晶上第一行16个字符显示位置相对应的，第二行 0x40到0x4F是与第二行16个 字符显示位置相对应的。而每行都多出来一部分，是为了显示移动字幕设置的。1602字符液晶是显示字符的，因此它跟 ASCII字符表是对应的。2. 1602基本的读写时序有4 个: (1)读状态；(2)读数据(较少使用)；(3)写命令；(4) 写数据o (1)读状态:1602液晶有一个状态字字节，通过读取这个状态字的内容，就可知道1602 液晶的一些内部情况

3、，如下表所示：图2 1602读状态 写命令：时序要求：RS=L R/W=L，D0D7=f令码，E=高脉冲(E使能引脚先从低拉高， 再从高拉低，形成一个高脉冲)。(4)写数据：时序要求：RS=H R/W=L，D0D7=t据，E= 高脉冲3. 1 -Wire总线开始需要检测这条总线上是否存在 DS18B20这个器件。如果这条总线上 存在DS18B2Q总线会根据时序要求返回一个低电平脉冲，如果不存在的话，也就不会返回 脉冲，即总线保持为高电平，所以习惯上称之为检测存在脉冲。此外，获取存在脉冲不仅仅是检测是否存在DS18B20还要通过这个脉冲过程通知 DS18B20准备好，单片机要对它进行 操作了。4

4、. DS18B20芯片通过达拉斯公司的单总线协议依靠一个单线端口通讯，如何区分不同的 器件呢？在每个 DS18B20内部都有一个唯一的 64位长的序列号，这个序列号值就存在 DS18B2呐部的ROM中。开始的8位是产品类型编码(DS18B20是0x10 )，接着的48位 是每个器件唯一的序号，最后的 8位是CRC校验码。这里只讲一条总线上只接一个器件的 指令和程序，可以跳过 ROM不进行ROM检测(0xCC)。三、实验步骤1. 打开protues，新建一个文件，根据实验内容和实验要求，画出原理图并保存2. 打开keil ,新建工程和文件，根据protues中已经画好的原理图的连线方式和实验内

5、容及其要求，编写程序并进行编译。3. 当在keil中的程序经编译没有语法错误时，生成hex文件，将它导入到protues的单片机中，进行仿真。根据实验内容和要求对实验结果进行检测，若实验结果正确，则进行下一个实验，若实验结果和实验要求不同，则分别查找可能存在于程序和原理图中的问题， 改正并直到结果正确为止。四、实验结果及分析1. 在protues中运行编写的第一个程序，结果如下图所示：图3 1602显示字符运行之后，屏幕上显示“ Hello ”和“Welcome to Swust”，其中“ Hello ”位于第一行，从 第五位开始显示，此处的 程序为 un sig ned char str =

6、 "Hello"I nitLcd1602(); LcdShowStr(5, 0, str);而“ Welcomdo Swust” 显示在第二行，此处的程序为 LcdShowStr(0, 1, "Welcome to SWUST!")。2. 运行第二个程序，结果如下所示：图4 DS18B20和1602的应用结果实验时，通过手动调节温度传感器上面的值，进行升温或者降温，LCD1602将会显示对应的温度值，通过计算温度传感器的储存器内的值，可得到与液晶显示屏上相同的值。图5 DS18B20寄存器内容其中DS18B2C主要寄存器数据格式如下所示：图6 DS18B

7、寄存器格式由此可计算出温度传感器的值。五、体会这次实验，主要是对于单片机的应用，所以基本上是对于之前所学习的知识的应用。对 于LCD1602和温度传感器来说，它们的硬件电路的连线都比较简单，但是这也意味着在软件 编程方面的复杂。1602和DS18B20的时序都比较复杂，所以程序也比较复杂。在写第二个温 度传感器的程序的时候，会用到第一个 LCD1602的程序，所以在编程的时候，可以把1602的 读、写以及初始化等单独写成一个程序，这样更有利于功能的实现。和前面一样，实验不可能都是一开始就成功的，总会有各种各样的错误，有的或许是粗 心，有的或许是不懂，但无论怎么样，经过自己细心地查找和学习并改正

8、之后，这些都会成 为宝贵的经验，这是单独看书找不到的。这虽然是最后一次的单片机实验了，但学习并没有 结束，在未来的日子里，我们依旧要多动手，编写程序，要用到单片机的地方很多，只有不 停地实践和练习，我们才能够学习得更好。六、附录1. LCD显示字符程序(keil编写)#in clude <reg51.h>sbit LCD1602_RS = P2A0;sbit LCD1602_RW =卩2人1；sbit LCD1602_E =卩2人2;/*等待液晶准备好*/void LcdWaitReady()un sig ned char sta;P0 = OxFF;LCD1602_RS = 0;

9、LCD1602_RW = 1;do LCD1602_E = 1;sta = P0; /读取状态字LCD1602_E = 0; while (sta & 0x80); bit7 等于1表示液晶正忙，重复检测直到其等于0为止/*向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd-待写入命令值 */void LcdWriteCmd( un sig ned char cmd)LcdWaitReady();LCD1602_RS = 0;LCD1602_RW = 0;P0 = cmd;LCD1602_E = 1;LCD1602_E = 0;/*向LCD1602液晶写入一字节数据，dat-待写入数据值 */

10、void LcdWriteDat( un sig ned char dat)LcdWaitReady();LCD1602_RS = 1;LCD1602_RW = 0;P0 = dat;LCD1602_E = 1;LCD1602_E = 0;/*设置显示 RAM 起始地址，亦即光标位置，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标*/void LcdSetCurs or(un sig ned char x, un sig ned char y)un sig ned char addr;if (y :=0) /由输入的屏幕坐标计算显示RAM的地址addr = 0x00 + x; /第一行字符地址从0x00起始

11、elseaddr = 0x40 + x; /第二行字符地址从0x40起始LcdWriteCmd(addr | 0x80); / 设置 RAM地址/*在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，str-字符串指针*/void LcdShowStr( un sig ned char x, un sig ned char y, un sig ned char *str)LcdSetCursor(x, y); / 设置起始地址while (*str != '0') /连续写入字符串数据，直到检测到结束符LcdWriteDat(*str+); /先取str指向的数据，然后 st

12、r自加1/*初始化1602液晶*/void In itLcd1602()LcdWriteCmd(0x38); 16*2 显示， 5*7 点阵， 8 位数据接口LcdWriteCmd(0x0C); /显示器开，光标关闭LcdWriteCmd(0x06); /文字不动，地址自动 +1LcdWriteCmd(0x01); / 清屏exter n void In itLcd1602();exter n void LcdShowStr( un sig ned char x, un sig ned char y, un sig ned char *str); void mai n()un sig ned

13、char str = "Hello"In itLcd1602();LcdShowStr(5, 0, str);LcdShowStr(0, 1, "Welcome to SWUST!");while (1);2. 温度传感器的液晶显示程序#in clude <reg51.h>#in clude vintrin s.h>sbit IO_18B20 = P3A1; /DS18B20 通信引脚/*软件延时函数，延时时间(t*10)us */sbit LCD1602_RS =卩2人0;sbit LCD1602_RW =卩2人1;sbit LCD1

14、602_E =卩2人2;void DelayX10us( un sig ned char t)do _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); while (-t);/*复位总线，获取存在脉冲，以启动一次读写操作*/*等待液晶准备好 */void LcdWaitReady()un sig ned char sta;P0 = OxFF;LCD1602_RS = 0;LCD1602_RW = 1;do LCD1602_E = 1;sta = P0; /读取状态字LCD1602_E = 0;0为止 while (s

15、ta & 0x80); bit7等于1表示液晶正忙，重复检测直到其等于/*向LCD1602液晶写入一字节命令，cmd-待写入命令值 */void LcdWriteCmd( un sig ned char cmd)LcdWaitReady();LCD1602_RS = 0;LCD1602_RW = 0;P0 = cmd;LCD1602_E = 1;LCD1602_E = 0;/*向LCD1602液晶写入一字节数据，dat-待写入数据值*/void LcdWriteDat( un sig ned char dat)LcdWaitReady();LCD1602_RS = 1;LCD1602_

16、RW = 0;P0 = dat;LCD1602_E = 1;LCD1602_E = 0;/*设置显示 RAM 起始地址，亦即光标位置，(x,y)-对应屏幕上的字符坐标*/void LcdSetCurs or(un sig ned char x, un sig ned char y)un sig ned char addr;if (y = 0) /由输入的屏幕坐标计算显示RAM 的地址addr = 0x00 + x; /第一行字符地址从0x00起始elseaddr = 0x40 + x; /第二行字符地址从0x40起始LcdWriteCmd(addr | 0x80); / 设置 RAM 地址/*

17、在液晶上显示字符串，(x,y)-对应屏幕上的起始坐标，str-字符串指针*/void LcdShowStr( un sig ned char x, un sig ned char y, un sig ned char *str)LcdSetCursor(x, y); / 设置起始地址while (*str != '0') /连续写入字符串数据，直到检测到结束符LcdWriteDat(*str+); /先取str指向的数据，然后 str自加1/*初始化1602液晶*/void In itLcd1602()LcdWriteCmd(0x38); 1116*2显示， 5*7 点阵， 8

18、 位数据接口LcdWriteCmd(OxOC); /显示器开，光标关闭LcdWriteCmd(0x06); /文字不动，地址自动 +1LcdWriteCmd(0x01); / 清屏bit Get18B20Ack()bit ack;EA = 0; /禁止总中断IO_18B20 = 0; /产生 500us复位脉冲DelayX10us(50);IO_18B20 = 1;DelayX10us(6); / 延时 60usack = IO_18B20; /读取存在脉冲while(!IO_18B2O); /等待存在脉冲结束EA = 1; /重新使能总中断return ack;/*向DS18B20写入一个字

19、节，dat-待写入字节 */void Write18B20(u nsig ned char dat)un sig ned char mask;EA = 0; /禁止总中断for (mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) / 低位在先，依次移出8 个 bitIO_18B20 = 0; /产生 2us低电平脉冲_nop_();_nop_();if (mask&dat) = 0) / 输出该 bit 值IO_18B20 = 0;elseIO_18B20 = 1;DelayX10us(6); / 延时 60usIO_18B20 = 1; /拉高通信引脚EA =

20、1; /重新使能总中断/*从DS18B20读取一个字节，返回值 -读到的字节 */un sig ned char Read18B20()un sig ned char dat;un sig ned char mask;EA = 0; /禁止总中断for (mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) / 低位在先，依次采集 8 个 bitIO_18B20 = 0; /产生 2us低电平脉冲_nop_();_nop_();IO_18B20 = 1; /结束低电平脉冲，等待18B20输出数据_nop_(); / 延时 2us_nop_();if (!IO_18B20) /

21、读取通信引脚上的值dat &= mask;elsedat |= mask;DelayX10us(6); / 再延时 60usEA = 1; /重新使能总中断return dat;/*启动一次18B20温度转换，返回值-表示是否启动成功*/bit Start18B20()bit ack;ack = Get18B20Ack(); /执行总线复位，并获取18B20应答if (ack = 0) /女口 18B20正确应答，则启动一次转换Write18B20(0xCC); / 跳过 ROM 操作Write18B20(0x44); /启动一次温度转换return ack; ack=0表示操作成功，

22、所以返回值对其取反/*读取DS18B20转换的温度值，返回值-表示是否读取成功*/bit Get18B20Temp( int *temp)bit ack;un sig ned char LSB, MSB; 16bit 温度值的低字节和高字节ack = Get18B20Ack(); /执行总线复位，并获取18B20应答if (ack = 0) /女口 18B20正确应答，则读取温度值Write18B20(0xCC); / 跳过 ROM 操作Write18B20(0xBE); / 发送读命令LSB = Read18B20(); /读温度值的低字节MSB = Read18B20(); II读温度值的

23、高字节*temp = (int)MSB << 8) + LSB; II 合成为 16bit 整型数return ack; IIack=0表示操作应答，所以返回值为其取反值bit flagls = 0; II1s 定时标志un sig ned char TORH = 0; /ITO 重载值的高字节un sig ned char TORL = 0; IIT0 重载值的低字节/*整型数转换为字符串，str-字符串指针，dat彳寺转换数，返回值-字符串长度*/unsigned char IntToString(unsigned char *str, int dat) sig ned cha

24、r i = 0;un sig ned char len = 0;un sig ned char buf6;if (dat < 0) /如果为负数，首先取绝对值，并在指针上添加负号dat = -dat;*str+ ='-'len+;do /先转换为低位在前的十进制数组bufi+ = dat % 10;dat /= 10; while (dat > 0);len += i; /i最后的值就是有效字符的个数while (i- > 0) /将数组值转换为ASCII码反向拷贝到接收指针上*str+ = bufi + '0'*str = '0

25、9; /添加字符串结束符return len; /返回字符串长度/*配置并启动 T0， ms-T0定时时间*/void Con figTimer0 (un sig ned int ms)un sig ned long tmp; 临时变量tmp = (tmp * ms) / 1000; /计算所需的计数值tmp = 65536 - tmp; /计算定时器重载值tmp = tmp + 12; /补偿中断响应延时造成的误差TORH = (unsigned char)(tmp>>8); /定时器重载值拆分为高低字节TORL = (un sig ned char)tmp;TMOD &= OxFO; /清零 T0的控制位TMOD |= 0x01; / 配置 T0 为模式 1TH0 = T0RH; /力口载 T0重载值TL0 = T0RL;ET0 = 1; /使能T0中断TR0 = 1; / 启动 T0/* T0中断服务函数，完成1秒定时*/ void In terruptTimer0() in terrupt 1static un sig ned char tmr1s = 0;TH0 = T0