51单片机DS18B20测量温度实验
2013-02-05

实验任务

用一片DS18B20构成测温系统,测量的温度精度达到0.1度,测量的温度的范围在-20度到+50度之间,用4位数码管显示出来。

DPY-1实验板连接

用排线把JP-CODE连到JP8是,注意:a接P0.0;b接P0.1;c接P0.3…… 把JP-CS连到JP14上,注意:4H接P2.4;3H接P2.5;2H接P2.6;1H接P2.7;

连接好DS18B20注意极性不要弄反,否则可能烧坏。DS18B20的外型与常用的三极管一模一样,上图是它的管脚分布。用导线将JK—DS的DA端连到P3.1上。

硬件电路图

实验原理

DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire,即单总线器件,具有线路简单,体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统,具有线路简单,在一根通信线,可以挂很多这样的数字温度计。DS18B20产品的特点

(1)、只要求一个I/O口即可实现通信。

(2)、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。

(3)、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

(4)、测量温度范围在-55。C到+125。C之间。

(5)、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。

(6)、内部有温度上、下限告警设置。

DS18B20详细引脚功能描述1 GND地信号;2 DQ数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下,也可以向器件提供电源;3 VDD可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时,此引脚必须接地。

DS18B20的使用方法。由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对AT89S51单片机来说,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。

C语言源程序

#include <reg51.h>
code unsigned char seg7code[11] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66,
                                   0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x40
                                  }; //显示段码
void Delay(unsigned int tc)//显示延时程序
{
    while (tc != 0) {
        unsigned int i;
        for (i = 0; i < 100; i++);
        tc--;
    }
}
sbit TMDAT = P3 ^ 1; //DS18B20的数据输入/输出脚DQ,根据情况设定
unsigned int sdata;//测量到的温度的整数部分
unsigned char xiaoshu1;//小数第一位
unsigned char xiaoshu2;//小数第二位
unsigned char xiaoshu;//两位小数
bitfg = 1; //温度正负标志
void dmsec(unsigned int count) //延时部分
{
    unsigned char i;
    while (count--) {
        for (i = 0; i < 115; i++);
    }
}
void tmreset(void) //发送复位
{
    unsigned char i;
    TMDAT = 0;
    for (i = 0; i < 103; i++);
    TMDAT = 1;
    for (i = 0; i < 4; i++);
}
bit tmrbit(void) //读一位//
{
    unsigned int i;
    bit dat;
    TMDAT = 0;
    i++;
    TMDAT = 1;
    i++;
    i++;//微量延时//
    dat = TMDAT;
    for (i = 0; i < 8; i++);
    return (dat);
}
unsigned char tmrbyte(void) //读一个字节
{
    unsigned char i, j, dat;
    dat = 0;
    for (i = 1; i <= 8; i++) {
        j = tmrbit();
        dat = (j << 7) | (dat >> 1);
    }
    return (dat);
}
void tmwbyte(unsigned char dat) //写一个字节
{
    unsigned char j, i;
    bit testb;
    for (j = 1; j <= 8; j++) {
        testb = dat & 0x01;
        dat = dat >> 1;
        if (testb) {
            TMDAT = 0;//写0
            i++;
            i++;
            TMDAT = 1;
            for (i = 0; i < 8; i++);
        }
        else {
            TMDAT = 0;//写0
            for (i = 0; i < 8; i++);
            TMDAT = 1;
            i++;
            i++;
        }
    }
}
void tmstart(void) //发送ds1820 开始转换
{
    tmreset();//复位
    dmsec(1);//延时
    tmwbyte(0xcc);//跳过序列号命令
    tmwbyte(0x44);//发转换命令 44H,
}
void tmrtemp(void) //读取温度
{
    unsigned char a, b;
    tmreset(); //复位
    dmsec(1); //延时
    tmwbyte(0xcc); //跳过序列号命令
    tmwbyte(0xbe); //发送读取命令
    a = tmrbyte(); //读取低位温度
    b = tmrbyte(); //读取高位温度
    if (b > 0x7f) { //最高位为1时温度是负
        a = ~a;
        b = ~b + 1; //补码转换,取反加一
        fg = 0; //读取温度为负时fg=0
    }
    sdata = a / 16 + b * 16; //整数部分
    xiaoshu1 = (a & 0x0f) * 10 / 16; //小数第一位
    xiaoshu2 = (a & 0x0f) * 100 / 16 % 10; //小数第二位
    xiaoshu = xiaoshu1 * 10 + xiaoshu2; //小数两位
}
void DS18B20PRO(void)
{
    tmstart();
//dmsec(5);//如果是不断地读取的话可以不延时 //
    tmrtemp();//读取温度,执行完毕温度将存于TMP中 //
}
void Led()
{
    if (fg == 1) { //温度为正时显示的数据
        P2 = P2 & 0xef;
        P0 = seg7code[sdata / 10]; //输出十位数
        Delay(8);
        P2 = P2 | 0xf0;
        P2 = P2 & 0xdf;
        P0 = seg7code[sdata % 10] | 0x80; //输出个位和小数点
        Delay(8);
        P2 = P2 | 0xf0;
        P2 = P2 & 0xbf;
        P0 = seg7code[xiaoshu1]; //输出小数点后第一位
        Delay(8);
        P2 = P2 | 0xf0;
        P2 = P2 & 0x7f;
        P0 = seg7code[xiaoshu2]; //输出小数点后第二位
        Delay(4);
        P2 = P2 | 0xf0;
    }
    if (fg == 0) { //温度为负时显示的数据
        P2 = P2 & 0xef;
        P0 = seg7code[11]; //负号
        Delay(8);
        P2 = P2 | 0xf0;
        P2 = P2 & 0xdf;
        P0 = seg7code[sdata / 10] | 0x80; //输出十位数
        Delay(8);
        P2 = P2 | 0xf0;
        P2 = P2 & 0xbf;
        P0 = seg7code[sdata % 10]; //输出个位和小数点
        Delay(8);
        P2 = P2 | 0xf0;
        P2 = P2 & 0x7f;
        P0 = seg7code[xiaoshu1]; //输出小数点后第一位
        Delay(4);
        P2 = P2 | 0xf0;
    }
}
main()
{
    fg = 1;
    while (1) {
        DS18B20PRO();
        Led();
    }
}++


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