DS18B20课程设计.docx

1、DS18B20课程设计基于DS18B20的温度测量及双限控制器单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。本人就温度自动化控制，设计了这款DS18B20温度控制器。实现功能：对温度进行测量，并在数码管上显示。测量范围-55125摄氏度。显示精度0.1摄氏度，自定义上下限报警温度，（默认值，上限：50摄氏度，下限20摄氏度）声音报警提示，指示灯报警提示，分别控制上限和下限继电器。上下限温度可显示。温度控制精度0.1摄氏度。系统分为硬

2、件系统和软件系统第一部分、硬件系统一、温度传感器本设计中使用的温度传感器是达拉斯公司生产的DS18B20，他具有超小的体积，超低的硬件开销，抗干扰能力强，精度高，全数字输出。主要参数：1 单总线数据通信。2 最高12位分辨率，精度可达0.5摄氏度。3 测量温度范围-55摄氏度125摄氏度。4 64位光刻ROM，内置序列号。5 有 TO-92封装、SO封装、uSOP封装6 工作电压5V。芯片引脚：本设计采用TO-92封装，引脚关系如下GND：电源地DQ：单总线数据线VDD：电源正RAM及EEPROM结构操作过程：1 复位：首先我们必须对DS18B20进行复位操作，就是单片机给芯片数据线至少480

3、us的低电平，当DS18B20收到复位信号后，会给单片机1560us的存在脉冲。2 存在脉冲：在进行完复位操作后，应立即将电平拉高，以便接收存在脉冲，存在脉冲时间为60200us的低电平信号。至此建立基本通信。3 ROM操作：本设计暂时不用，不做详细介绍。4 存储器操作指令：在芯片匹配完成后，接下来就是存储器操作。指令共8为6条，指令代表着芯片将进行什么样的工作，是芯片的关键。5 执行读写：指令和温度数据都是通过对芯片的读写操作进行的，应严格按照数据手册时序图。温度传感器硬件连接：DS18B20为单总线连接，只需接电源和地，将数据线连接在单片机IO口即可，因为DS18B20内部开漏，所以需加1

4、0K的上拉电阻，以保证温度传感器正常工作。也可以连接寄生电源模式，此处不用不做详细介绍。操作时序图：1 复位及应答时序：2 写时序：3 读时序：注：未尽说明详见达拉斯官方英文数据手册。一、 单片机单片机介绍：单片机采用STC89C52，PDIP-40封装。该单片机是STC推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟和6时钟可任意选择，HD版本和90C版本内部集成MAX810专用复位电路。单片机参数： 型号：STC89C52RC PDIP-40 工作电压：5.5-3.3V 最高时钟频率：0-80M Flash：8K SRAM：512 定时器：3个 U

5、ART串口：1个 DPTR：2EEPRM：4K看门狗：有中断源：8个中断优先级：4级IO：35/39掉电唤醒中断：4个内置复位：有封装：40-Pin PDIP 44-Pin LQFP/PLCC引脚图：电路连接图：最小系统：注：更多详细资料参考STC官网数据手册三、晶振 介绍： 此系统采用12M高精度晶振，接与单片机18、19脚，并接30pf电容对地，帮助晶振起振，使系统更稳定。 电路：四、 复位电路系统正常工作必要条件，上电自动复位。五、 继电器控制电路因为单片机IO端口输出电流较小，故需三极管对其驱动，为缩小体积三极管使用贴片型S8550。当控制端输出低电平，三极管饱和导通使继电器吸合，继电

6、器在断电时会产生感应电动势，为防止冲击损坏单片机和三极管，在继电器两端反向并联IN4148二极管以吸收感应电流。继电器采用10A大功率继电器，可控制大功率电器，工作电压5V。六、 声光报警电路声音报警使用采用5V有源蜂鸣器，使用S8550驱动发生，当温度达到上限和下限时均可报警，发出滴滴声。光报警电路使用两只发光二极管分别显示上下限，报警时为常量，单片机IO直接驱动。实际电路图：蜂鸣器二极管七、 键盘按键使用4个5*5微动，功能分别是设置、加、减，第四个按键暂时不用，为日后系统升级预留，连接方式为独立按键。电路图八、 电源一个单片机系统离不开电源。本系统有两种供电方式，一种使用5V USB直接

7、供电，一种使用9V叠层电池供电，经7805芯片稳压后，为系统提供5V电源，此为移动需求。用一个双刀双掷开关切换。九、 显示部分为实现人机交换离不开显示部分，此系统采用两个三位八段的数码管显示，显示方式为动态扫描，用两片74HC573锁存器分别驱动位和段，数码管为共阴数码管。一十、 整机电路：第二部分、软件系统/*程序名： DS18B20温度计设计者：高鹏展单位：河南工业职业技术学院编写时间： 2012年04月28日硬件支持： STC89C52RC系统时钟： 12MHz接口说明： DS18B20总线接MCU的P22口修改日志： 2012/4/29 22：00：00 实现小数-50.0125.0

8、测温功能下一步实现温度报警功能 2012/4/30 17:19:00 小数点BUG解决通过调整点的显示时间 2012/4/30 19:18:00 实现上下限温度设定 2012/4/30 22:00:00 上限蜂鸣报警 2012/5/01 10:05:00 取消蜂鸣器，定时器 2012/5/02 21:41:00 程序编写完毕 实现上下限温度设定，包括负温度 快速温度转换 精确小数点后一位 等 2012/5/16 13:55:00 制作实物修改接口定义 2012/5/04 21:00:00 功能完美实现 下一步计划使用EEPROM 2012/5/17 14:06:00 取消温度误差调整BUG：开

9、机会显示85c 2012/5/01 此BUG解决 开机读一次温度并延时 小数点过亮 2012/4/30 17:19:00 小数点BUG解决通过调整点的显示时间 小数点过亮 2012/4/30 19:10:00 小数点后加空显示问题完美解决 数码管还需要消影 2012/4/30 19:00:00 解决 开定时器0会乱码 不使用定时器实现蜂鸣器间隔响备注： 版本V1.0 2012/5/2 默认上限26 下限25 基于Keil 4开发环境*/#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char sbit led1=P

10、10; /下限指示灯sbit led2=P11; /上限指示灯sbit JDQ1=P20; /下限继电器sbit JDQ2=P21; /上限继电器sbit FM=P25; /蜂鸣器sbit SET=P34; /设置键sbitjian=P35; /减键sbitjia=P36; /加键sbit DQ=P22; /定义总线接口sbitwela=P27; /定义位锁存端sbitdula=P26; /定义段锁存端void init(); /初始化总程序void delay_18B20(uint t); /延时uchar init_DS18B20(); /初始化void write_DS18B20(uch

11、ardat);/写数据uchar read_DS18B20(); /读数据intreadtemp(); /读取温度有符号型void tempp_18B20(); /主程序温度处理void SET_alarm(); /报警温度设置inttempp; /定义运算变量void temp_alarm(); /温度报警uintbai,shi,ge,dian; /定义温度位ucharzf; /定义显示正负intshangxian=500; /定义默认上限数值 26Cintxiaxian=200; /定义默认下限数值 25Cuchar MODE=0; /模式uint t0; /用于蜂鸣器void MODE_

12、SET(); /模式设定uchar code shu= /数码管表 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d, 0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,/C 0x5e,0x79,0x71, 0x40, /显示-号 16 0x00, /显示空，表示+ 17 0x76, /显示H 18 0x38 /显示L 19;void display(uintaa,uintbb,uintcc,uintbai,uintshi,uintge); /数码管显示函数void delay(uint z); /延时函数void yunsuan(); /运算出温度各位的数值v

13、oid main() /主函数 init(); /程序初始化 while(1) /进入大循环 MODE_SET(); if(MODE=0) tempp_18B20(); /读回温度，判断温度正负，并进行处理 temp_alarm(); /温度报警 yunsuan(); /运算出要显示各位的数值 display(zf,bai,shi,ge,dian,12); /显示数值 else SET_alarm(); /报警温度设定 /*主程序初始化*/voidinit() dula=0; wela=0; zf=17; /默认显示正，即空 jia=1; jian=1; tempp_18B20(); /读取一

14、次温度跳过85C wela=1; /初始化屏幕 P0=0xc0; wela=0; dula=1; P0=0x40; dula=0; /初始化屏幕 delay(1500); /转换温度延时大于750MS/*函数：精准延时函数功能：DS18B20延时函数，实现15uS倍数精准延时参数：z为定时时间长度说明：延时公式：15（t+1）uS，晶振12MHz 需要加入头文件#include*/void delay_18B20(uint t) for(t;t0;t-) _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); _nop_();_nop_();/*DS18B20初始化函数*/uchar

15、 init_DS18B20() uchar a; DQ=1; _nop_(); /尽量短的延时 DQ=0; delay_18B20(45); /延时700 DQ=1; delay_18B20(2); /延时45 a=DQ; delay_18B20(11); /延时180 return a; /返回a的值/*写数据一个字节*/void write_DS18B20(uchardat) uchar x; for(x=0;x=1; /*读数据一个字节*/uchar read_DS18B20() ucharx,dat; DQ=1; _nop_(); for(x=0;x=1; DQ=1; if(DQ) d

16、at|=0x80; delay_18B20(2); /延时45 DQ=1; _nop_(); /高电平恢复期 return dat; /返回dat/*读取温度*/intreadtemp() intx,y,temp; float tt=0; /定义浮点运算 init_DS18B20(); /初始化 write_DS18B20(0xcc); /跳过ROM write_DS18B20(0x44); /温度转换 init_DS18B20(); /初始化 write_DS18B20(0xcc); /跳过ROM write_DS18B20(0xbe); /读出寄存器值 x=read_DS18B20();

17、/读出低八位 y=read_DS18B20(); /读出高八位 temp=y; /高八位赋给temp temp0;x-) for(y=50;y0;y-);/*温度处理*/void tempp_18B20() tempp=readtemp(); /将温度值赋给tempp调整误差0.3C 此处不在调整误差 if(tempp=shangxian|tempp=shangxian) /上限 led2=0; JDQ2=0; led1=1; JDQ1=1; if(tempp=3) MODE=0; while(SET=0); delay(20); while(SET=0); /*报警温度设置*/voidSET

18、_alarm() intsx,xx; sx=shangxian; xx=xiaxian; if(MODE=1) if(shangxian=0) display(18,shangxian/1000,shangxian%1000/100,shangxian%100/10,shangxian%10,12); /上限设置H最后显示C else sx=0-sx; display(18,16,sx/100,sx%100/10,sx%10,12); /上限设置H最后显示C if(MODE=2) if(xiaxian=0) display(19,xiaxian/1000,xiaxian%1000/100,xi

19、axian%100/10,xiaxian%10,12); /下限设置L最后显示C else xx=0-xx; display(19,16,xx/100,xx%100/10,xx%10,12); /下限设置L最后显示C if(jia=0) /加键 delay(30); if(jia=0) if(MODE=1) /模式1时，上限加 shangxian+=10; if(shangxian=1250) shangxian=1250; while(jia=0); delay(10); while(jia=0); if(MODE=2) /模式2时，上限加 xiaxian+=10; if(xiaxian=s

20、hangxian) xiaxian=shangxian; while(jia=0); delay(10); while(jia=0); if(jian=0) /减键 delay(30); if(jian=0) if(MODE=1) /模式1时，上限减 shangxian-=10; if(shangxian=xiaxian) shangxian=xiaxian; while(jian=0); delay(10); while(jian=0); if(MODE=2) /模式2时，上限减 xiaxian-=10; if(xiaxian=-500) xiaxian=-500; while(jian=0); delay(10); while(jian=