綜合實(shí)訓(xùn)1 實(shí)時(shí)溫度測(cè)量2

綜合實(shí)訓(xùn)

基于AT89C51單片機(jī)的

實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、實(shí)訓(xùn)目的1、通過(guò)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)溫度，了解單片機(jī)的基本工作過(guò)程。2、掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成及功能。3、更加深入地熟悉單片機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及各部分工作過(guò)程。4、熟悉單片機(jī)的系統(tǒng)開發(fā)方法與步驟。二、實(shí)訓(xùn)器材計(jì)算機(jī)、編程器、單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)、耗材和焊接工具實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三、實(shí)訓(xùn)任務(wù)分解

1、LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)及仿真2、數(shù)字溫度傳感器與單片機(jī)接口硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)3、實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的仿真4、實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的制作5、實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的檢測(cè)與總結(jié)(一)、數(shù)字溫度傳感器DS18B20DS18B20數(shù)字溫度傳感器是美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的總線式智能數(shù)字溫度傳感器。功能和特點(diǎn)：獨(dú)特的單線接口方式，它將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根，在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。測(cè)溫范圍－55℃～＋125℃，固有測(cè)溫分辨率0.5℃。支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。工作電源：3～5V/DC數(shù)字溫度傳感器DS18B20：功能特點(diǎn)(一)、數(shù)字溫度傳感器DS18B20功能和特點(diǎn)：在使用中不需要任何外圍元件。測(cè)量結(jié)果以9～12位數(shù)字量方式串行傳送。用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值，報(bào)警搜索命令可以識(shí)別哪片DS18B20溫度超限。序號(hào)名稱引腳功能描述1GND地信號(hào)。2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。3VDD可選擇的VDD引腳。一般接3V-5V數(shù)字溫度傳感器DS18B20：功能特點(diǎn)(二)、DS18B20硬件配置DS18B20線路是單總線（1-Wire）系統(tǒng)。單總線系統(tǒng)包括一個(gè)總線控制器和一個(gè)或多個(gè)從機(jī)。DS18B20是從機(jī)。單總線只有一條定義的信號(hào)線，但每一個(gè)掛在總線上的器件都要能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間驅(qū)動(dòng)它。DS18B20的單總線端口（I/O引腳）是漏極開路式的，它可作為單總線系統(tǒng)的從機(jī)。單總線需要一個(gè)約5kΩ的上拉電阻。DS18B20溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路數(shù)字溫度傳感器DS18B20：硬件配置四、硬件設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(三)、溫度傳感器DS18B20通信協(xié)議和時(shí)序圖

DS18B20是可編程器件，它是利用一根I/O口線讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。 DS18B20采用一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)?-Wire單總線協(xié)議方式，該協(xié)議有三種通信時(shí)序，即初始化時(shí)序、讀時(shí)序和寫時(shí)序。數(shù)字溫度傳感器DS18B20：時(shí)序圖1、初始化時(shí)序DS18B20在每一次讀寫操作之前，都要先將DS18B20初始化復(fù)位，復(fù)位成功后才能對(duì)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480～960微秒，然后釋放，DS18B20收到信號(hào)后等待15～60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(hào)表示復(fù)位成功。數(shù)字溫度傳感器DS18B20：初始化時(shí)序復(fù)位要求：主CPU將數(shù)據(jù)線下拉480～960微秒，然后釋放，DS18B20收到信號(hào)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(hào)表示復(fù)位成功。INIT_1820:SETB DQ NOP

CLR DQ;主機(jī)發(fā)出延時(shí)642微秒的復(fù)位低脈沖

MOVR1，#3TSR1: MOV R0，#107 DJNZ R0，$ DJNZ R1，TSR1；下拉642微秒

SETBDQ；然后拉高數(shù)據(jù)線

NOP NOP NOP；等待3微秒

MOV R0，#25H；（#37D）TSR2:JNB DQ，TSR3;4微秒查詢一次，0表示收到信號(hào)轉(zhuǎn)

DJNZ R0，TSR2;等待148微秒LJMPTSR4TSR3:SETBFLAG1 ;置標(biāo)志位,表示DS1820存在

LJMPTSR5TSR4:CLRFLAG1;清標(biāo)志位,表示DS1820不存在

LJMPTSR7TSR5:MOVR0,#117TSR6:DJNZR0,TSR6 ;發(fā)237微秒的存在低脈沖TSR7:SETBDQ

RET數(shù)字溫度傳感器DS18B20：初始化時(shí)序2、執(zhí)行某一指令（單片機(jī)向測(cè)量元件發(fā)信號(hào)，寫入）---寫時(shí)序（1）將指令的約定代碼輸送到累加器A；（2）將A中的代碼按位（低位到高位）寫到DS18B20中。在寫數(shù)據(jù)時(shí),寫0時(shí)單總線至少被拉低60μs,寫1時(shí),15μs內(nèi)就得釋放總線。數(shù)字溫度傳感器DS18B20：寫時(shí)序2、寫時(shí)序:在寫數(shù)據(jù)時(shí),寫0時(shí)單總線至少被拉低60μs,寫1時(shí),15μs內(nèi)就得釋放總線。WRITE_1820:MOVR2,#8；1字節(jié)8位 CLRC WR1: CLRDQ

MOVR3,#6 DJNZR3,$；延時(shí)13μs RRCA

MOVDQ,C

MOVR3,#23 DJNZR3,$；延時(shí)56μs

SETBDQ NOP DJNZR2,WR1

SETBDQ RETMOV A，#0CCH；0CCH意思為DS18B20已經(jīng)被檢測(cè)到!；跳過(guò)ROM匹配 LCALLWRITE_1820……數(shù)字溫度傳感器DS18B20：寫時(shí)序3、單片機(jī)向測(cè)量元件發(fā)讀溫度命令（將溫度值讀入單片機(jī)）--讀時(shí)序（1）將讀溫度指令的約定代碼輸送到累加器A；（2）將A中的代碼按位（低位到高位）寫到DS18B20中。（3）將溫度數(shù)據(jù)讀到單片機(jī)的某二個(gè)單元（低位29H，高位28H）中。MOV A，#0BEH ；發(fā)出讀溫度命令LCALLWRITE_1820 ；按位寫到DS18B20中LCALLREAD_18200

；將讀出的溫度數(shù)據(jù)保存到35H、36HRET數(shù)字溫度傳感器DS18B20：寫時(shí)序3、讀時(shí)序要求（1）發(fā)出啟動(dòng)讀時(shí)序脈沖，即在DQ總線保持高電平1μs以上的情況下，將DQ總線設(shè)置為低電平，并保持1μs以上；（2）將其設(shè)置為高電平。啟動(dòng)后等待15μs，以便DS18B20能可靠地將測(cè)試結(jié)果送至DQ總線上；（3）單片機(jī)讀取DQ總線上的結(jié)果。單片機(jī)要在發(fā)出啟動(dòng)脈沖后的60μs時(shí)間之內(nèi)，完成取數(shù)操作。讀完每位數(shù)據(jù)后至少要保持1μs以上的恢復(fù)時(shí)間。數(shù)字溫度傳感器DS18B20：讀時(shí)序3、讀時(shí)序:READ_18200:MOVR4，#2 MOVR1，#29HRE00：MOVR2，#8;數(shù)據(jù)一共有8位RE01：CLRC

SETBDQNOPNOPCLRDQNOPNOPNOP ；啟動(dòng)脈沖SETBDQMOVR3，#9RE10：DJNZR3，RE10；延時(shí)15μs以上

MOVC，DQ ；采樣數(shù)據(jù)MOVR3，#23RE20：DJNZR3，RE20

RRCA ；移進(jìn)新的位

DJNZR2，RE01MOV@R1，A；數(shù)據(jù)送到29H（28H）單元

DECR1 ；指向下一個(gè)28H單元DJNZR4，RE00RET將溫度數(shù)據(jù)讀到單片機(jī)的某二個(gè)單元（低位29H，高位28H）中。數(shù)字溫度傳感器DS18B20：讀時(shí)序4.溫度測(cè)量值轉(zhuǎn)換從傳感器中獲得到的16位（高8位字節(jié)存儲(chǔ)在29H和低8位字節(jié)存儲(chǔ)在28H）。但表示溫度值是高字節(jié)的低四位和低字節(jié)的高三位，通過(guò)移位在29H單元中保留所需的7位，前面添0后組成8位溫度值，即得到實(shí)際溫度值。

MOV A，29H MOV C，40H ;將28H中的最低位移入C RRC A MOV C，41H RRC A MOV C，42H RRC A MOV C，43H RRC A MOV 29H，A

數(shù)字溫度傳感器DS18B20：數(shù)值轉(zhuǎn)換18B20復(fù)位寫時(shí)序：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)命令給18B20讀時(shí)序：18B20將溫度值送給單片機(jī)讀取溫度值子程序開始初始值設(shè)置讀取溫度值顯示溫度值結(jié)束單片機(jī)處理數(shù)據(jù)：溫度值轉(zhuǎn)換實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)五、軟件設(shè)計(jì)流程圖五、軟件設(shè)計(jì) ;單片機(jī)內(nèi)存分配申明! ORG 0000H

TEMPER_L EQU 29H ;用于保存讀出溫度的低8位

TEMPER_H EQU 28H ;用于保存讀出溫度的高8位

FLAG1 EQU 38H ;是否檢測(cè)到DS18B20標(biāo)志位

A_BIT EQU 20H ;數(shù)碼管個(gè)位數(shù)存放內(nèi)存位置

B_BIT EQU 21H ;數(shù)碼管十位數(shù)存放內(nèi)存位置

TJ EQU 70H ;閃燈標(biāo)志位

DQ EQU P2.7 ;DQ為DS18B20數(shù)據(jù)位實(shí)時(shí)溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)五、軟件設(shè)計(jì)MAIN1:LCALL GET_TEMPER ;調(diào)用讀溫度子程序GET_TEMPER: SETB DQ ;讀出轉(zhuǎn)