温度检测和控制实验报告

1、实验三十二温度传感器温度控制实验、实验目的了解温度传感器电路的工作原理了解温度控制的基本原理3掌握一线总线接口的使用、实验说明这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介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3V5.5V的电压围，使系统设计更灵活、 方便。DS18B20 测量温度围为

2、-55 C+125 C,在-10+85 C围精度为土 0.5 C。DS18B20可以程序设定912位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20部结构为符号位。DS18B20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

3、号，接着的 48位是该DS18B20自身的序列号，最后 8位是前面56 位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM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 C /LSB形式表达，其中 Shit Tki Jbillhi 2hit 1LS血俺$ |T1 FT2屮1twt 5bii 11加I kAbii11bii LnHl 9bilSMS ByirsSSs2*LS Byte:Bit7Bit6Bit5Bit

4、4Bit3Bit2Bit1Bit0232221202-12-22-32-4MS Byte:Bit15Bit14Bit13Bit12Bit11Bit10Bit9Bit8SSSSS262524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；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 C的数字输出为 07D0H , +25.0625 C的数字输出为 0191H , -25.0625 C 的数字输出为

5、 FF6FH , -55 C的数字输出为 FC90H 。温度数据输出（二进制）数据输出（十八进制）+125 C0000 0111 1101 000007D0h+85 C0000 0101 0101 00000550h+25.0625 C0000 0001 1001 00010191h+10.125 C0000 0000 1010 001000A2h+0.5 C0000 0000 0000 10000008h0 C0000 0000 0000 00000000h-0.5 C1111 1111 1111 1000FFF8h-10.125 C1111 1111 0101 1110FF5Eh-25.0

6、625 C1111 1110 0110 1111FE6Fh-55 C1111 1100 1001 0000FC90hDS18B20温度传感器的存储器DS18B20温度传感器的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，第一个字节的容是 温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。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，这三个字节的容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于部计算。第九个字节是冗余检验字节。该字节各位

7、的意义如下：TMR1R011111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R1R0分辨率温度最大转换时间009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms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

8、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。本实验在读取温度的基础上， 完成类似空调恒温控制的实验。 用加热电阻代替加热电 机,制冷采用自然冷却。温度值通过LED 静态显示电路以十进制形式显示出来，同时显示电路还将显示设定的恒温值，通过键盘可以改变设定值。按一次升高键，恒温值加1C,按一次降低键，恒温值减小1C。恒温值在 2 C50 C围可调。当实际温度低于设定的 恒定温度2 C时，单片机发出指令信号，继电器吸合，红色LED点亮，加热电阻开始加热。当温度超过

9、设定的恒温值2 C时，单片机发出指令信号，继电器断开，红色LED熄灭，加热电阻停止加热，制冷采用自然冷却。三、实验容及步骤用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中， 请注意仿真器的方向：缺口朝上。打 开 Keil uVision2 仿 真 软 件 ， 首 先 建 立 本 实 验 的 项 目 文 件 ， 接 着 添 加DS18B20.ASM ”源程序，编译无误后，全速运行程序。3. 程序正常运行后，按下自锁开关控制。 5LED 数显为“ XX20 ”，“XX ”为十进制温度测量值，当气温低于0C,或者模拟信号输入端的电位器没有逆时针旋到底时，温度值前面出现“ -” 号。“

10、20”为十进制温度设定值，按设定键升高、降低可以改变设定值。当测量值小于设定值2 个字时，加热启动，当实际值超过设定值2 个字时，加热停止。4.可把源程序编译成可执行文件，烧录到89C51 芯片中。四、源程序LEDBUFEQU60H；显示缓存 1TEMPEQU65H；显示缓存 2UPEQU1；1 键定义为增加键DOWNEQU2； 2 键定义为减小键LOWLIMITEQU2；设定值最低为 2HIGHLIMIT EQU50；设定值最高为 50FLAG1EQU38H；是否检测到 DS18B20 标志位SETTEMPEQU50H；温度设定值缓存CURTEMPEQU29H；温度实际值缓存DINBITP3

11、.0 ；串行显示数据口CLKBITP3.1 ；串行显示时钟口ORG0000HLJMPSTARTORG0100HSTART:MOVSETTEMP， #20；设定值初值 20MLOOP:LCALL TESTKEY；测试键盘是否有键按下CJNEA，#03H，KEYPRESSED；有键按下，处理按键MLOOP1:ACALL DISPLAYRESULT；无键按下，调显示ACALLDISPLAYLEDACALLGET_TEMPER；调用读温度子程序MOVA， CURTEMPJBACC.7， LE0；为负值CLRCLCALLGETKEYMOVB, AXRLA, #DOWNJNZKEY0MOVA, SETTE

12、MPXRLA, #LOWLIMITJZKEY1DECSETTEMPSJMPKEY1KEY0: MOVA, BXRLA, #UPJNZKEY1MOVA, SETTEMPXRLA, #HIGHLIMITJZKEY1INCSETTEMPKEY1: LJMPMLOOP1KEYPRESSED: ；处理按键MOVB, SETTEMPDECBDECBSUBBA, BJNCGN2LE0:SETBP3.2SJMPGN4GN2:MOVA, CURTEMPSETBCMOVB, SETTEMPINCBINCBSUBBA, BJCGN4CLRP3.2SJMPGN4GN4:ACALLDELAY1LJMPMLOOP；为正值

13、时与设定值比较；小于（设定值 -2 ），加热；大于（设定值 +2 ），停止加热；大循环；读取键值；这是 DS18B20 复位初始化子程序；主机发出延时 537 微秒的复位低脉冲INIT_1820:SETB P2.0 NOPCLR P2.0MOV R1,#3TSR1: MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB P2.0 ；然后拉高数据线 NOPNOPNOPMOVR0,#25HTSR2:JNBP2.0,TSR3DJNZR0,TSR2LJMPTSR4TSR3:SETBFLAG1LJMPTSR5TSR4:CLRFLAG1LJMPTSR7TSR5:MOVR0,#117TS

14、R6:DJNZR0,TSR6TSR7:SETBP2.0RET；等待 DS18B20 回应；延时；置标志位 ,表示 DS1820 存在；清标志位 ,表示 DS1820 不存在；时序要求延时一段时间GET_TEMPER:；读出转换后的温度值SETB P2.0LCALL INIT_1820 ；先复位 DS18B20JB FLAG1,TSS2RET ；判断 DS1820 是否存在 ?若 DS18B20 不存在则返MOVA,#0CCH；跳过 ROM 匹配LCALLWRITE_1820MOVA,#44H；发出温度转换命令LCALLWRITE_1820；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LCALLDELAY1LCALLINIT_1820；准备读温度前先复位MOVA,#0CCH；跳过 ROM 匹配LCALLWRITE_1820