實驗報告DS18B20溫度檢測控制

實訓(xùn)五DS18B20溫度檢測控制實訓(xùn)一、實訓(xùn)目的溫度傳感器電路的工作原理。了解溫度控制的基本原理。掌握一線總線接口的使用。二、實訓(xùn)說明DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20簡介Dallas半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V?5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。DS18B20測量溫度范圍為-55°C?+125°C,在-10?+85°C范圍內(nèi)，精度為±0.5°C。DS18B20可以程序設(shè)定9?12位的分辨率，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)(BonoMvnzw)FO-92(DSJ8B20}DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如下：(BonoMvnzw)FO-92(DSJ8B20}DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校訓(xùn)碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例:用16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625°C/LSB形式表達(dá)，其中S為符號位。bit7 bits biti 啦4 Ml2 bU2 bitt bdLO2、2Z2l2"2'1血卅 hiiM bilL biEll faiL】Cf hh9 hdjtMSByte5 |S|S|S S 臚 ? | 2^LSByte:Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2BitlBitO232221202-12-22-32-4MSByte:Bitl5Bitl4Bitl3Bitl2BitllBitl0Bit9Bit8

SSSSS262524這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。例如+125°C的數(shù)字輸出為07D0H,+25.0625°C的數(shù)字輸出為0191H,-25.0625°C的數(shù)字輸出為FF6FH,-55C的數(shù)字輸出為FC90H。溫度數(shù)據(jù)輸出（二進(jìn)制）數(shù)據(jù)輸出（十六進(jìn)制）+125C000001111101000007D0H+85C00000101010100000550H+25.0625C00000001100100010191H+10.125C000000001010001000A2H+0.5C00000000000010000008H0C00000000000000000000H-0.5C1111111111111000FFF8H-10.125C1111111101011110FF5EH-25.0625C1111111001101111FE6FH-55C1111110010010000FC90HDS18B20溫度傳感器的存儲器DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。暫存存儲器包含了8個連續(xù)字節(jié)，前兩個字節(jié)是測得的溫度信息，第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第二個字節(jié)是溫度的高八位。第三個和第四個字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝，第五個字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時被刷新。第六、七、八個字節(jié)用于內(nèi)部計算。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。該字節(jié)各位的意義如下：TMR1R011111低五位一直都是1,TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時被設(shè)置為12位）分辨率設(shè)置表:R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時間009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待16?60微秒左右，后發(fā)出60?240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。2、本實訓(xùn)在讀取溫度的基礎(chǔ)上，完成類似空調(diào)恒溫控制的實訓(xùn)。用加熱電阻代替加熱電機,制冷采用自然冷卻。溫度值通過LED靜態(tài)顯示電路以十進(jìn)制形式顯示出來，制冷采用自然冷卻。三、 實訓(xùn)步驟1.用二號導(dǎo)線分別連接單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)的P1.4、P2.0到DS18B20模塊的T-CON、OUT，連接RXD（P3.0）、TXD（P3.1）到串行靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊的DIN、CLK端。2?將89S52芯片插到單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)模塊的40P鎖緊插座中，請注意芯片的方向：缺口朝上。用二號導(dǎo)線連接單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)模塊的EA/VP端到電源模塊的+5V。3?接好AC220V電源，打開相關(guān)模塊的電源開關(guān)，用ISP下載器將“TH19_DS18B20.HEX”文件下載到89S52芯片中運行（ISP下載器的使用査看附錄二）。實訓(xùn)現(xiàn)象：串行靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊顯示“XX”為十進(jìn)制溫度測量值，“XX”為十進(jìn)制溫度設(shè)定值，當(dāng)加熱到設(shè)定的控制溫度時如40度時，停止加熱。四、 實訓(xùn)電路圖本實訓(xùn)需要用到單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)模塊（C區(qū)），DS18B20模塊（A4區(qū)），串行靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊（A2區(qū)）。單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)電路原理參考附錄三，串行靜態(tài)數(shù)碼顯示電路原理參考實訓(xùn)十圖10.1,DS18B20溫度控制接口電路原理參考圖19.1。五、實訓(xùn)源程序TEMPER_LEQU29H ;用于保存讀出溫度的低8位

TEMPER_HEQU28H;用于保存讀出溫度的高8位FLAG1EQU38H;是否檢測到DS18B20標(biāo)志位A_BITEQU20H;數(shù)碼管個位數(shù)存放內(nèi)存位置B_BITEQU21H;數(shù)碼管十位數(shù)存放內(nèi)存位置LEDBUFEQU30HTEMPEQU55HDINBITP1.0CLKBITP1.1ORG0000HLJMPSTARTORG0100HSTART:SETBP1.4MAIN:LCALLGET_TEMPER;調(diào)用讀溫度子程序MOVA,29HMOVC,40H;將28H中的最低位移入CRRCAMOVC,41HRRCAMOVC,42HRRCAMOVC,43HRRCAMOV29H,ALCALLDISPLAYRESULTLCALLDISPLAYLED;調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序LCALLDELAY1AJMPMAININIT_1820:;這是DS18B20復(fù)位初始化子程序SETBP2.0NOPCLRP2.0MOVR1,#3;主機發(fā)出延時537微秒的復(fù)位低脈沖TSR1:MOVR0,#107DJNZR0,$DJNZR1,TSR1SETBP2.0;然后拉高數(shù)據(jù)線NOPNOPNOPMOVR0,#25HTSR2:JNBP2.0,TSR3;等待DS18B20回應(yīng)DJNZR0,TSR2LJMPTSR4;延時TSR3:SETBFLAG1;置標(biāo)志位,表示DS1820存在TSR4:LJMPTSR5CLRFLAG1;清標(biāo)志位,表示DS1820不存在LJMPTSR7TSR5:MOVR0,#117TSR6:DJNZR0,TSR6TSR7:SETBP2.0RET;時序要求延時一段時間GET_TEMPER:;讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值SETBP2.0LCALLINIT_1820;先復(fù)位DS18B20JBFLAG1,TSS2RET;判斷DS1820是否存在?若DS18B20不存在則返回TSS2:MOVA,#0CCH;跳過ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,#44H;發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令LCALLWRITE_1820;這里通過調(diào)用顯示子程序?qū)崿F(xiàn)延時一段時間,等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束,12位的話750微秒LCALLDELAY1LCALLINIT_1820;準(zhǔn)備讀溫度前先復(fù)位MOVA,#0CCH;跳過ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,#0BEH;發(fā)出讀溫度命令LCALLWRITE_1820LCALLREAD_18200;將讀出的溫度數(shù)據(jù)保存到35H/36HRET

;寫DS18B20的子程序（有具體的時序要求）WRITE_1820:MOVCLRR2,#8;—共8位數(shù)據(jù)CWR1:CLRP2.0MOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVP2.0,CMOVR3,#23DJNZR3,$SETBP2.0NOPDJNZR2,WR1SETBP2.0RET；讀DS18B20的程序，從DS18B20中讀出兩個子節(jié)的溫度數(shù)據(jù)READ_18200:MOVR4,#2;將溫度高位和低位從DS18B20中讀出MOVR1,#29H;低位存入29H（TEMPER_L）,高位存入28H（TEMPER_H）RE00:MOVR2,#8;數(shù)據(jù)一共有8位RE01:CLRCSETBP2.0NOPNOPCLRP2.0NOPNOPNOPSETBP2.0MOVR3,#9RE10:DJNZR3,RE10MOVC,P2.0MOVR3,#23RE20:DJNZR3,RE20

RRCADJNZR2,RE01MOV@R1,ADECR1DJNZR4,RE00RET;顯示子程序DISPLAYLED:;顯示子程序MOVMOVMOVMOVMOVMOVDP10:MOVMOVMOVCMOVINCINCDJNZMOVMOVDP12:MOVMOVDP13:RLCMOVCLRSETBDJNZINCDJNZRETR0,#LEDBUFR1,#TEMPR2,#8DPTR,#LEDMAPA,@R0A,@A+DPTR@R1,AR0R1R2,DP10R0,#TEMPR1,#8R2,#8A,@R0ADIN,CCLKCLKR2,DP13R0R1,DP12LEDMAP:DB3FH,6H,5BH,4FH,66H,6DH;0，1，2，3，4，5DB7DH,7H,7FH,6FH,77H,7CH;6，7，8，9，A，BDB58H,63H,7BH,71H,00H,40H;C，O，E，F(xiàn)，,-DB63H,39H,63HDISPLAYRESULT:MOVLEDBUF,#10H

MOVMOVLEDBUF+3,LEDBUF+4,#14H#13HGOON:MOVMOVLEDBUF+3,LEDBUF+4,#14H#13HGOON:MOVA,29HMOVB,#10DIVABMOVLEDBU