《单片机接口技术实验报告讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机接口技术实验报告讲义（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单片机接口与控制技术实验指导书姓 名：张 千班 级：机械1305班学 号：0204130121指导老师：张友旺中南大学机电工程学院实验一 DS18B20温度传感器实验一、实验目的1. 了解温度传感器电路的工作原理2. 了解温度控制的基本原理3. 掌握一线总线接口的使用二、实验说明这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介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。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：
2、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3V5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。DS18B20测量温度范围为 -55C+125C，在-10+85C范围内,精度为0.5C。DS18B20可以程序设定912位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20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
3、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形式表达，其中S为符号位。LS Byte:Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit023222
4、1202-12-22-32-4MS Byte:Bit15Bit14Bit13Bit12Bit11Bit10Bit9Bit8SSSSS262524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以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再乘以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。温度数据输出（二进制）数据输出（十六进
5、制）+1250000 0111 1101 000007D0h+850000 0101 0101 00000550h+25.06250000 0001 1001 00010191h+10.1250000 0000 1010 001000A2h+0.50000 0000 0000 10000008h00000 0000 0000 00000000h-0.51111 1111 1111 1000FFF8h-10.1251111 1111 0101 1110FF5Eh-25.06251111 1110 0110 1111FE6Fh-551111 1100 1001 0000FC90hDS18B20温度
6、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： TMR1R011111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DS18
7、B20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: R1R0分辨率温度最大转换时间009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms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1660微秒左右，后发出60240微秒的存在低脉冲，主
8、CPU收到此信号表示复位成功。2.本实验在读取温度的基础上，完成类似空调恒温控制的实验。用加热电阻代替加热电机。温度值通过LED静态显示电路以十进制形式显示出来，制冷采用自然冷却。三、实验内容及步骤本实验需要用到单片机最小应用系统（F1区）、串行静态显示（I3区）和温度传感器模块（C3区）。1.DS18B20的CONTROL接最小应用系统P1.4，OUT接最小应用系统P2.0，最小系统的P1.0，P1.1接串行静态显示的DIN，CLK端。2.用串行数据通信线连接计算机与仿真器，然后将仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。3.打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本
9、实验的项目文件，接着添加TH44_ DS18B20.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。4.编译无误后，全速运行程序。程序正常运行后，按下自锁开关控制SIC。LED数显为 “XX”为十进制温度测量值， “XX”为十进制温度设定值，按下自锁开关“控制”SIC则加热源开始加热，温度也随着变化，当加热到设定的控制温度时如40度时，停止加热。5.也可以把源程序编译成可执行文件，用ISP烧录器烧录到89S52/89S51芯片中。（ISP烧录器的使用查看附录二）四、源程序;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
10、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 LEDBUF EQU 30H TEMP EQU 55H DIN BIT P1.0 CLK BIT P1.1 ORG 0000H LJMP START ORG 0100HSTART: SETB P1.4MAIN: 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
11、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 DISPLAYRESULT LCALL DISPLAYLED;调用数码管显示子程序 LCALL DELAY1 AJMP MAIN; 这是DS18B20复位初始化子程序INIT_1820: S
12、ETB P2.0 NOP CLR P2.0;主机发出延时537微秒的复位低脉冲 MOV R1,#3TSR1: MOV R0,#107 DJNZ R0,$ DJNZ R1,TSR1 SETB P2.0;然后拉高数据线 NOP NOP NOP MOV R0,#25HTSR2: JNB P2.0,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 LJMP TSR5TSR4: CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在 LJMP TSR7TSR5: MOV R0,#117TSR6
13、: DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间TSR7: SETB P2.0 RET; 读出转换后的温度值GET_TEMPER: SETB P2.0 LCALL INIT_1820;先复位DS18B20 JB FLAG1,TSS2 RET ; 判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回TSS2: 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 DELAY1 LCALL INIT
14、_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 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 CWR1: CLR P2.0 MOV R3,#6 DJNZ R3,$ RRC A MOV P2.0,C MOV R3,#23 DJNZ R3,$ SETB P2.0 NOP DJNZ R2,WR1 SETB P2.0 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
