温度测量程序设计

51单片机的数字温度计设计一.课程设计题目温度测量程序设计〔二〕二.课程设计目的和要求1、目的：通过对做的设计任务的实现，起到串起几年来所学的模数技术、传感器技术、单片机技术及智能仪器等学问，通过理论联系实际，从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的标定等这一完整的试验过程，培育学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以到达提升学生的综合力量、动手力量、文献资料查阅力量的作用，为毕业设计和以后工作打下一个良好的根底。2、要求：利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相-55度~125度，准确到0.5度。三.硬件电路设计及描述1、硬件框图与说明：1硬件总体设计框图DS18B206LED8279实现温度显示。主掌握器：8031，P1口P3口对用户开放，时钟频率为6.0MHz，程序存储器和数据存储器统一编址，最多可达64k，其中4000H-5FFFH为用户试验程序存储区，供用户下载试验程序。所以在编写4000H。LED显示模块：6位共阴极LED数码管、位驱动电路、端输入电路组成，承受动态扫描的方式显示。其中该模块包括了数码管6个、754513个、74LS244段驱动器一个、74LS138一个、8279一个，其具体接线如图4所示。温度传感器1.3.1DS18B20概述：DS18B20DALLAS半导体公司最推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可依据实际要求通过简洁的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进展通信；多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；零待机功耗；温度以９或１２位数字；用户可定义报警设置；报警搜寻命令识别并标志超过程序限定温度〔温度报警条件〕的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；1.3.2DS18B20的内部构造：DS18B20PR－35SOIC2所示。2DS18B20内部构造64ROM的构造开头８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的构造为9字节的存储器，构造如图3所示。3DS18B20字节定义1、21为低8位，28位。字节3、4用来预置报警温度的上下限，字节5用于配置存放器，用于确定温度数据位数，字节6、7、8均为保存字节，9存放前8个字节循环冗余校验码。〔CRC〕1.3.3DS18B20的两个表格：由表1可见，DS18B20温度转换的时间比较长，而且区分率越高，所需要的温度数据转换时间越长。1DS18B20温度转换时间表R1R0温度位数最大转换时间009位93.75ms0110187.5ms1011375ms1112750ms表2 一局部温度对应值表温度/℃二进制表示十六进制表示+12500000111 1101000007D0H+8500000101 010100000550H+25.062500000001 100100000191H+10.12500000000 1010000100A2H+0.500000000 000000100008H000000000 000010000000H-0.51111111111110000FFF8H-10.1251111111101011110FF5EH01101111FE6FH-551111110010010000FC90H1.3.4DS18B20的测温原理DS18B20的测温原理是这这样的,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，，所产生的信号作为减法计数器２的脉冲输入。器件中还有一个计数门，当计数门翻开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进展计数进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来打算，每次测量前，首先将－55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器１、温度存放器中，计数器１和温度存放器被预置在－55℃所对应的一个基数值。减法计数器１对低温度系数晶振产生的脉冲信号进展减法计数，当减法计数器１的预置值减到０时，温度存放器的值将加１，减法计数器１的预置将重被装入，减法计数器１重开头对低温度系数晶振产生的脉冲信号进展计数，如此循环直到减法计数器计数到０时，停顿温度存放器的累加，此时温度存放器中的数值就是所测温度值。其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度存放器值大致被测温度值。另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作按协议进展。操作协议为：初使化DS18B20〔发复位脉冲〕→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。DS18B20温度传感器与单片机的接12接P1.0口，34.7K上拉电阻，2、电路原理图与说明4总体电路原理图说明：DS18B202P1.0口相连，1接地，34.7K上拉电阻。单片机与LED显示模块相连〔其中该模块包括了数码管6个、75451位驱动器3个、74LS244段驱动器一个、74LS138一个、8279一个，〕。各个芯片如下图，其接线是依据缔造者电子电气技术综合实验操作平台指导书供给的原理图接线。四.软件设计流程及描述11、主要模块流程图22、源程序代码;数字温度传感器TEMPEQU30HTEMP1EQU40HTEMP2EQU41HORG4000HLJMPSTARTORG4100HSTART:LCALLRESET；ds18b20复位MOVA,#0CCH;发SKIPROM命令LCALLWRITEMOVA,#44H;发开头温度转换命令LCALLWRITELCALLDLY1S；延时LCALLRESETds18b20复位MOVA,#0CCH；发SKIPROM命令LCALLWRITEMOVA,#0BEH发读存储器命令LCALLWRITELCALLREAD1MOVTEMP2,TEMP 841HLCALLREAD;读出温度值2MOVTEMP1,TEMP 在40H;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;开头数值转换RRARRARRA ；把D3位右移到D0ANLA,#01H ；除D0位，其他全部置零MOVB,#5MULAB D3位权值为0.5，故扩大105后放格外位MOV42H,A ;格外位转换完毕，送42H保存NOP ;设置断点，便利修改和查阅MOV A,40HANL A,#0FH ;40H中高四位置零RL ARL ARL ARL A ；40H4位MOV 40H,A ;40H中低四位移到高四位，低四位为零MOV A,41HANL A,#0F0H ;41H中小数点后的值全部置零RR ARR ARR ARR A ；41H4位MOV 41H,A ;41H中高四位移到低四位，高四位置零MOV A,40HORL A,41H ;组成的带符号无小数点的八位数字温度，最高位为符号位MOV43H,A ;41H443H440H443H4位ANLA,#80H ;除最高位有效，其他置零MOV44H,A ;推断温度值的符号位，把结果放44H，44H中要只有08，0为正，8为负NOPMOVA,43H ;恢复带符号八位无小数点温度ANLA,#7FH 屏蔽符号位MOV B,#0AHDIV AB ；无符号温度值除以10MOV 40H,A ；商送40H暂存MOV A,B ；余数通过A41H保存MOV 41H,A ;存个位十进制温度值MOV A,40HMOV DIV AB ；商作为被除数再除以10MOV 39H,A ;商存入39H，存百位十进制温度值MOVA,B ；余数通过A送40H保存MOV40H,A 存十位十进制温度值;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;开头显示程序DISP: MOV DPTR,#0CFE9HMOV A,#08HMOVX MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令字MOV A,#90HMOVX @DPTR,AMOV A,44H ; 显示符号ACALLTABLE2 ；查表TABLE2MOVDPTR,#0CFE8HMOVX@DPTR,AMOV A,39H ;显示百位，假设百位不存在，则用0表示ACALLTABLE TABLEMOVDPTR,#0CFE8HMOVX@DPTR,AMOV A,40H ;显示十位转换结果ACALL TABLE ，转换为显码MOV DPTR,#0CFE8H ;8279数据口地址MOVX @DPTR,A ;送显码输出MOV A,41H ;显示个位 转换结果ACALL TABLE1 ，转换为显码MOV DPTR,#0CFE8H ;8279数据口地址MOVX @DPTR,A 送显码输出MOVA,42H ;显示格外位ACALLTABLE ；查表TABLEMOVDPTR,#0CFE8HMOVX@DPTR,ACALLDELAY 延时LJMPSTART ;循环扫描;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;DELAY:MOVR6,#255 DEL2: MOVR5,#255DEL3: NOPNOPDJNZR5,DEL3DJNZR6,DEL2RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;TABLE:INC A ;0-15，供给百、十、格外位查表MOVC A,@A+PCRETDB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07HDB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HTABLE1:INC A ;0-15，供给个位查表MOVC A,@A+PCRETDB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87HDB 0FFH,0EFH,0F7H,0FCH,0B9H,0CEH,0F9H,0F1HTABLE2:INCA ;全灭或者负号，供给符号位查表RETDB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB 40H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;初始化，复位操作RESET:L0:CLR P1.0MOV R2,#120L1:NOPDJNZR2,L1SETB P1.0 ;主机发置位脉冲持续600usMOVR2,#15L4:DJNZR2,L460usCLRCORLC,P1.0 ;数据线应变低JCL0;没预备好，重来MOVR6,#24L5:ORLC,P1.0JCL3;数据线变高初始化成功DJNZR6,L5数据线低电平可持续240usSJMPL0初始化失败，重来L3:MOVR2,#125L2:DJNZR2,L2;应答过程最少480usRET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;把从P1.0口数据读入存放器READ:MOVR6,#8RE1:CLR P1.0MOV R4,#4NOP ;4usNOPSETB P1.0 ;P1.0改为输入RE2:DJNZR4,RE212usMOV C,P1.0RRC A 按位读入MOV R5,#15RE3:DJNZR5,RE3保证读过程持续60usDJNZR6,RE1MOV TEMP,ASETBP1.0RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;把存放器数据通过P1.0口送给DS18B20WRITE:MOVR3,#8WR1:SETB P1.0MOV R4,#5RRC ACLR P1.0WR2:DJNZR4,WR216usMOV P1.0,C ;命令字按位送MOV R4,#15WR3:DJNZR4,WR3保证整个写过程持续60usDJNZR3,WR1SETBP1.0RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;延时DLY1S:MOVR7,#255MOVR6,#0DLYB:NOPDJNZR7,DLYBDJNZR6,DLYBRETEND ;;;;;;;;;;;;;;;;;完毕五.试验结果通过DS18B202管脚和单片机的P1.0口连线，16位的温度数字量输出到单片机存放器中，通过程序的作用，把16进制的带符号温度值转化成10进制带符号温度，通过LED显示模块在数码管显示，数据如下表格示：表3 试验结果局部数据十六进制〔40H、41H〕显示温度值〔℃〕室温0128H018.5用手摩擦019