2022年单片机原理及应用3

单片机原理及应用

（第十六讲）

08自动化专业适用DS18B20的特性●独立的单线接口方式；●使用时不需要外围元件的支持；●温度测量范围：-55~+125°C,固有测量分辨率为0.5°C；●编成实现9~12位的温度数据；●可实现多点组网测量功能；●具有良好的负压特性。DS18B20封装与引脚

GNDDQVDDNC1●16NCNC215NCNC314NCNC413NCNC512NCNC611NCVDD710NCDQ89GND123DS18B20的操作命令初始化：初始化过程就是单片机向DS18B20芯片发出一个有时间宽度要求的初始化脉冲来实现。ROM操作命令：1.读ROM命令字为[33H]读DS18B20中的ROM命令，在BS18B20内部包含一个64位长的序号，该序号存放在ROM中，，前8为---------产品类型编码10H48位----------芯片惟一的序号后8位---------循环冗余码（CRC校验码）2.匹配ROM命令字为[55H]多温度测量使用3.跳过ROM命令为[CCH]

不必读64位序列号，之后的操作是针对DB18B20。

4.搜索ROM命令字为[F0H]

搜索序列号或芯片

5.报警搜索命令字为[ECH]

温度上、下限的设置

随机存储器（RAM）操作命令

随机存储器的命令主要是用于对DS18B20进行的读、写、启动等操作。在DS18B20中，共有8个随机存储器，与温度有关的主要是前4个。

0字节-------低8位寄存器

1字节-------高8位寄存器

2字节-------温度上限寄存器TH

3字节-------温度下限寄存器TL

1.写随机存储器命令字为[4EH]

2.读随机存储器命令字为[BEH]

从0字节开始读取

3.启动温度变换命令字为[44H]高速暂存RAM的结构为8字节的存储器

结构图温度LSB温度MSB高温限值TH低温限值TL配置寄存器保留保留保留CRC配置寄存器

R1R0的值决定了温度转换的分辨率；默认值为11。0R1R011111R1R0分辨率/位转换时间/ms00993.750110187.510113751112750当BS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存RAM的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读出数据时，地位在先，高位在后。格式如下：S=0,正值；S=1,负值

2³2²2¹2°2¯¹2¯²2¯³2¯⁴LSBSSSSS2⁶2⁵2⁴MSB

4.复制随机存储器命令字为[48H]

把报警值存入EEPROM

5.重新调用命令字为[B8H]

与复制随机存储器对应

6.读电源命令字为[B4H]

数据总线供电方式返回0；外部供电方式返回1。

9.2DS18B20的工作时序

初始化时序、写时序、读时序三种。

1.初始化时序

480μs

400μs~960μs15μs~60

μs60μs~240μs

t0t1t2t3t4

2.写时序>60μs

15μs45μs>1μs

t0t1

写1时序图

>60μs

15μs45μs>1μs

t0t1

写0时序图===============计算温度的子程序==========

CONVER：MOVA,#0FH

ANLA,TEMPER_H

SWAPA

MOVB,A

MOVA,#0F0H

ANLA,TEMPER_L

SWAPA

ADDA,B

MOV32H,A

BCD：MOVB,#100

DIVAB

MOV30H,A

MOVA,#10

XCHA,B

DIVAB

MOVA_BIT,A

MOVB_BIT,B0000000000110010是否取完64位

RET

；0；读时序

>60μs

15μs>1μs

t0t1t2t3

读时序图

CPU在t0时刻从高拉低电平时，总线只需保持低电平1μs，在t1时刻

将总线拉高，产生读的时序，读时序在t1时刻后t2时刻前有效。跳过ROM命令为[CCH]

不必读64位序列号，之后的操作是针对DB18B20。共8X8=64位序列号

XL1：MOVA,@R0；判断是否送完8位命令字

SETBP1.NC314NCFFFFH判断是否送完8位命令字

SETBP1.读DS18B20，ROM的编码（即64位ROM的地址）启动DS18B20进行温度转换，转换时间最长为500ms（典型值为200ms），结果存入内部9字节RAM中在t2时刻前，CPU必须完成读位，在t0后的60~120μs内释放总线。===========写入DS18B20中1字节子程序=============

入口处A

WRITE：CLREA；3.读时序

>60μs

15μs>1μs

t0t1t2t3

读时序图

CPU在t0时刻从高拉低电平时，总线只需保持低电平1μs，在t1时刻

将总线拉高，产生读的时序，读时序在t1时刻后t2时刻前有效。T2距t0为15μs

。在t2时刻前，CPU必须完成读位，在t0后的60~120μs内释放总线。

9.3温度测量结果的换算

测量范围-55°C~+125°C

测量精度0.5°C温度（°C）二进制输出十六进制输出+125000000001111101000FAH…….

+2500000000001100100032H……..+0.500000000000000010001H000000000000000000000H-0.51111111111111111FFFFH……

-251111111111001110FFCEH…..-1251111111110010010FF92H9.4接口编程

DS18B20硬件接口虽然简单，但是接口编程比较繁。DS18B20与89C51的接口协议是通过严格的时序来实现的，DS18B20的数据的写入和读出都是由单片机读写特定的时间暂存器来实现的。

主要有三个接口程序：

DS18B20初始化程序

写DS18B20子程序

读DS18B20子程序

CPU控制DS18B20完成温度转换必须经过2个步骤：

先启动DS18B20开始转换

再读出温度转换值；==============DS18B20初始化子程序============

ABC：CLREA；关中断

L0：CLRP1.0；给复位信号

MOVR2,#200；延时600μs

L1：CLRP1.0；再确定复位信号

DJNZR2,L1

SETBP1.0；P1.0改为输入口

MOVR2,#32；延时64μs

L4：DJNZR2,L4

CLRC；清位

JBP1.0,L0；DS18B20数据线变低，若没有，说

；明没准备好，重来

MOVR6,#80；已变低，

L5：JBP1.0,L3；DS18B20数据变低，（为0顺序执

；行）收到相应的脉冲，初始化成功

DJNZR6,L5

SJMPL0；初始化失败，跳转L0重来

L3：MOVR2,#240

L2：DJNZR2,L2；DS18B20应答过程最少480μs

SETBEA

RET

；===========写入DS18B20中1字节子程序=============

入口处A

WRITE：CLREA；关中断

MOVR3,#8；设定8位

WR1：SETBP1.0；启动写时序

MOVR4,#8；设定延时时间

RRCA；最低位送C

CLRP1.0；写位送总线

WR2：DJNZR4,WR2；延时16μs

MOVP1.0,C；送C到P1.0口

MOVR4,#30；设定延时时间

WR3：DJNZR4,WR3；保证整个写过程持续60μs

DJNZR3,WR1；判断是否送完8位命令字

SETBP1.0；送完，置位

SETBEA

RET；===========读入DS18B20中1字节子程序============

出口为A

READ：CLREA；关中断

MOVR6,#8；设定8位

RE1：CLRP1.0；启动读时序

MOVR4,#4；设定延时时间

NOP；低电平持续2μs

SETBP1.0；P1.0设定为输入口，位送总线

RE2：DJNZR4,RE2；延时8μs

MOVC,P1.0,；单片机按位读入DB18B20数据

RRCA；数据送入A

MOVR5,#30；设定延时时间

RE3：DJNZR5,RE3；保证整个写过程持续60μs

DJNZR6,RE1；判断是否送完8位命令字

SETBP1.0；送完，置位

SETBEA

RET；================发序列号的子程序=============

入口：R0为DS18B20的序列号存放的首地址

XL：MOVR1,#8；共8X8=64位序列号

XL1：MOVA,@R0；取序列号的8位

LCALLWRINT；写序列号，调子程序

INCR0；

DJNZR1,XL1；是否取完64位

RET

；=================延时1秒的子程序=============

DELAY：MOVR5,#10；1秒延时

D3：MOVR6,#200

D2：MOVR7,#250

DJNZR7,$

DJNZR6D2

DJNZR5D3

RET

；================保存第1个18B20温度值的子程序======

DDD：MOVR1#60H

MOV@R1A

INCR1；====================主程序=====================

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPINT0

..

ORG0200H

MAIN：…..

LCALLABC

MOVA,#0CCH

LCALLWRITE

MOVA,#44H

LCALLWRITE

LCALLABC

LCALLWRITE

MOVR0,#CC

LCALLXL

LCALLDELAY

MOVA,#0BEH

LCALLWRITE

LCALLREAD

LCALLDDD

---

END；===============常数值的设置=============

DATBITP1.0

TEMPER_LEQU40H

TEMPER_HEQU41H

A_BITEQU60H

B_BITEQU61H

；===============计算温度的子程序==========

CONVER：MOVA,#0FH

ANLA,TEMPER_H

SWAPA

MOVB,A

MOVA,#0F0H

ANLA,TEMPER_L

SWAPA

ADDA,B

MOV32H,A

BCD：MOVB,#100

DIVAB

MOV30H,A

MOVA,#10

XCHA,B

DIVAB

MOVA_BIT,A

MOVB_BIT,B；===========温度比较子程序=============

COMPARE：MOV50H,#50H；设定值在50H,50为37度

MOVA,32H；取温度值

CLRC；清C

CJNEA,50H,RESULT1；比较，不等转

LOOP2：SETBP1.7；相等，报警

LJMPRETURN

RESULY1：JNCLOOP；不等，判C,C为1，温度小于37度

；C为0，温度大于37度，转

CLRP1.7

LJMPRETURN

LOOP：LJMPLOOP2

RETURN：RET

；===========温度数据转换成BCD码子程序======9.2DS12C887的应用

DS12C887是一个24引脚的双列直插芯片，芯片内有锂电池、晶振、驱动和控制电路。主要特点：片内有14字节的时钟和控制寄存器114字节的供用户使用的静态非易失RAM有两种总线模式片内供电可连续工作10年时钟日历选择二进制或BCD码有三种编程中断可编程输出15种频率的方波输出MOT1●24VCC

23SQW

AD04

AD15

AD2619/IRQ

AD3718/RESET

AD4817DS

AD59

AD61015R/W

AD71114AS

GND1213/CSDS18B20DS18B20外部引脚的功能1MOT方式选择端4~11AD0~AD7双向地址/数据复用总线12GND接地端13/CS片选端14AS地址线选通端15R/W读写使能端17DS数据选通或输入18/RESET复位端19/IRQ中断申请端23SQW可编程方波输出端24VCC+5VDS12C887片内地址分配

00014字节130D140E114字节RAM(用户使用)1277F0秒00