DS18B20智能温度控制器(汇编与C语言)

DS18B20智能温度控制器(汇编与C语言) DS18B20(C) DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介新的“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线 独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的 构建引入全新概念。DS18B20、 DS1822 “一线总线”数字化温度传感器 同DS1820一样，DS18B20也 支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55?C~+125?C，在-10~+85?C范围内,精度为?0.5?C。DS1822的精度较差为? 2?C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了 系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设 备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品 支持3V~5.5V的电压范围，使系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 更灵活、方便。而且新一代产品 更便宜，体积更小。 DS18B20、 DS1822 的特性 DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为?0.5?C。可选更小的封装方式，更宽的 电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价 格比也非常出色！ DS1822与 DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为?2?C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型 产品。 继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的 新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我 们可以构建适合自己的经济的测温系统。 DS18B20的内部结构 DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接 地）。 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形 式提供，以0.0625?/LSB形式 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达，其中S为符号位。 这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。 例如+125?的数字输出为07D0H，+25.0625?的数字输出为0191H，-25.0625?的数字输出为FF6FH，-55?的数字输出为FC90H。 DS18B20温度传感器的存储器 DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。 暂存存储器包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位， 第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的 易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个 字节是冗余检验字节。 该字节各位的意义如下： TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是1 ，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出 厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设 置为12位） 分辨率设置表: 分辨温度最大转 R1 R0 率换时间 0 0 93.75ms 9位 10 0 1 187.5ms 位 11 1 0 375ms 位 12 1 1 750ms 位 根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经 过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后 发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右，后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。 DS1820使用中注意事项 DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口 线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题： (1)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对DS1820进行读写编程时， 必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。在使用PL/M、C 等高级语言进行系统程序设计时，对DS1820操作部分最好采用汇编语 言实现。 (2)在DS1820的有关资料中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS1820，在实际应用中并非如此。 当单总线上所挂DS1820超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动 问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。 (3)连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通 信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。当将总 线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。这 种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用 DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹 配问题。 (4)在DS1820测温程序设计中，向DS1820发出温度转换命令后，程序总要等待DS1820的返回信号，一旦某个DS1820接触不好或断线，当程序读该DS1820时，将没有返回信号，程序进入死循环。这一点在 进行DS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。 测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线，其中一对线接地线与信号线， 另一组接VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。 软件如下： ;这是关于DS18B20的读写程序,数据脚P2.2,12MHZ ;温度传感器18B20汇编程序,采用器件默认的12位转化,最大转化时间750微秒 ;可以将检测到的温度直接显示到启点开发板板的两个数码管上 ;显示温度00到99度,很准确哦~~无需校正! ORG 0000H ;单片机内存分配申明! TEMPER_L EQU 29H;用于保存读出温度的低8位 TEMPER_H EQU 28H;用于保存读出温度的高8位 FLAG1 EQU 38H;是否检测到DS18B20标志位 a_bit equ 20h ;数码管个位数存放内存位置 b_bit equ 21h ;数码管十位数存放内存位置 MAIN: LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序 ;进行温度显示,这里我们考虑用网站提供的两位数码管来显示温度 ;显示范围00到99度,显示精度为1度 ;因为12位转化时每一位的精度为0.0625度,我们不要求显示小数所以可以抛弃29H的低4位 ;将28H中的低4位移入29H中的高4位,这样获得一个新字节,这个字节就是实际测量获得的温度 ;这个转化温度的方法可是我想出来的哦~~非常简洁无需乘于0.0625系数 MOV A,29H MOV C,40H;将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 LCALL DISPLAY;调用数码管显示子程序 CPL P1.0 AJMP MAIN ; 这是DS18B20复位初始化子程序 INIT_1820: SETB P2.2 NOP CLR P2.2 ;主机发出延时537微秒的复位低脉冲 MOV R1,#3 TSR1:MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ R1,TSR1 SETB P2.2;然后拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#25H TSR2: JNB P2.2,TSR3;等待DS18B20回应 DJNZ R0,TSR2 LJMP TSR4 ; 延时 TSR3: SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在 CLR P1.7;检查到DS18B20就点亮P1.7LED LJMP TSR5 TSR4: CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在 CLR P1.1 LJMP TSR7 TSR5: MOV R0,#117 TSR6: DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间 TSR7: SETB P2.2 RET ; 读出转换后的温度值 GET_TEMPER: SETB P2.2 LCALL INIT_1820;先复位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 CLR P1.2 RET ; 判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回 TSS2: CLR P1.3;DS18B20已经被检测到!!!!!!!!!!!!!!!!!! MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#44H ; 发出温度转换命令 LCALL WRITE_1820 ;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒 LCALL DISPLAY LCALL INIT_1820;准备读温度前先复位 MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配 LCALL WRITE_1820 MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200; 将读出的温度数据保存到35H/36H CLR P1.4 RET ;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求) WRITE_1820: MOV R2,#8;一共8位数据 CLR C WR1: CLR P2.2 MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV P2.2,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB P2.2 NOP DJNZ R2,WR1 SETB P2.2 RET ; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据 READ_18200: MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从DS18B20中读出 MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H) RE00: MOV R2,#8;数据一共有8位 RE01: CLR C SETB P2.2 NOP NOP CLR P2.2 NOP NOP NOP SETB P2.2 MOV R3,#9 RE10: DJNZ R3,RE10 MOV C,P2.2 MOV R3,#23 RE20: DJNZ R3,RE20 RRC A DJNZ R2,RE01 MOV @R1,A DEC R1 DJNZ R4,RE00 RET ;显示子程序 display: mov a,29H;将29H中的十六进制数转换成10进制 mov b,#10 ;10进制/10=10进制 div ab mov b_bit,a ;十位在a mov a_bit,b ;个位在b mov dptr,#numtab ;指定查表启始地址 mov r0,#4 dpl1: mov r1,#250 ;显示1000次 dplop: mov a,a_bit ;取个位数 MOVC A,@A+DPTR ;查个位数的7段代码 mov p0,a ;送出个位的7段代码 clr p2.7 ;开个位显示 acall d1ms ;显示1ms setb p2.7 mov a,b_bit ;取十位数 MOVC A,@A+DPTR ;查十位数的7段代码 mov p0,a ;送出十位的7段代码 clr p2.6 ;开十位显示 acall d1ms ;显示1ms setb p2.6 djnz r1,dplop ;100次没完循环 djnz r0,dpl1 ;4个100次没完循环 ret ;1MS延时(按12MHZ算) D1MS: MOV R7,#80 DJNZ R7,$ RET ;实验板上的7段数码管0～9数字的共阴显示代码 numtab: DB 3fh,30h,6dh,79h,72h,5bh,5fh,31h,7fh,7bh end 以下为C语言版: #include sbit warmer=P1^4; sbit led_run=P1^0; sbit k_power=P3^3; sbit ge=P2^7; sbit shi=P2^6; sbit DQ =P2^2; //定义通信端口 //延时函数 unsigned char tab[]={ 0x3f,0x30,0x6d,0x79,0x72,0x5b,0x5f,0x31,0x7f,0x7b,0x40}; //0, 1, 2 3 4 5 6 7 8 9 void delay(unsigned int i) { while(i--); } //初始化函数 Init_DS18B20(void) { unsigned char x=0; DQ = 1; //DQ复位 delay(8); //稍做延时 DQ = 0; //单片机将DQ拉低 delay(80); //精确延时 大于 480us DQ = 1; //拉高总线 delay(14); x=DQ; //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败 delay(20); } //读一个字节 ReadOneChar(void) { unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for (i=8;i>0;i--) { DQ = 0; // 给脉冲信号 dat>>=1; DQ = 1; // 给脉冲信号 if(DQ) dat|=0x80; delay(4); } return(dat); } //写一个字节 WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0; for (i=8; i>0; i--) { DQ = 0; DQ = dat&0x01; delay(5); DQ = 1; dat>>=1; } delay(4); } //读取温度 ReadTemperature(void) { unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned char t=0; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换 Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作 WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度 a=ReadOneChar(); //读取温度值低位 b=ReadOneChar(); //读取温度值高位 a=a>>4; //低位右移4位，舍弃小数部分 t=b<<4; //高位左移4位，舍弃符号位 t=t|a; return(t); } void display_tempmain(unsigned char i) //主程序温度显示函数 { P0=tab[i/10]; shi=0; ge=1; delay(1000); P0=tab[i%10]; shi=1; ge=0; } void main(void) {unsigned int temp; while(1) //主循环 { temp=ReadTemperature(); display_tempmain(temp); } } 下图为正在用启点开发板做温度传感器18B20的实验,汇编与C程序均通过测试.