基于mcs-51系列单片机的数字温度计设计

基于mcs-51系列单片机的数字温度计设计内容摘要：

该位被设置为 0，用户不要去改动。 R1和 R0 用来设置分辨率，如表 1 所示：（ DS18B20 出厂时被设置为 12位） 表 33 DS18B20 温度转换时间表 R1 R0 分辨率 /位 温度最大转向时间 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 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。 温度传感器与单片机的连接 温度传感器的单总线 (1Wire)与单片机的 P2． 0 连接， P2． 0 是单片机的高位地址线 A8。 P2 端口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I／ O，其输出缓冲级可驱动 (吸收或输出电流 )4 个 TTL 逻辑门电路。 对该端口写“ 1”，可通过内部上拉电阻将其端口拉至高电平，此时可作为输入口使用，这是因为内部存在上拉电阻， 某一引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。 在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器时。 如执行 MOVX DPTR 指令，则表示 P2 端口送出高 8位的地址数据。 在访问 8位地址的外部数据存储器时，可执行 MOVX RI指令， P2 端口内容即为特殊功能寄存器 (SFR)区中 R2 寄存器内容，整个访问期间不改变。 在 Flash 编程和程序校验时， P2端口也接收高位地址和其他控制信号。 图 35 为 DSl8820 内部结构。 图 36 为 DSl8820 与单片机的接口电路。 图 35 DS18B20 和单片机的接口连接 复位信号及外部复位电路 单 片机的 端口是 MAX813 看门狗电路中喂狗信号的输入端，即单片机每执行一次程序就设置一次喂狗信号，清零看门狗器件。 若程序出现异常，单片机引脚 RST 将出现两个机器周期以上的高电平，使其复位。 该复位信号高电平有效，其有效时间应持续 24 个振荡脉冲周期即两个机器周期以上。 若使用频率为 12 MHz 的晶体振荡器，则复位信 号持续时间应超过 2μs 才完成复位操作。 图 36 复位电路 单片机与报警电路 系统中的报警电路是由发光二极管和限流电阻组成，并与单片机的 端口连接。 P1 端口的作用和接法与 P2端口相同，不同的是在 Flash 编程和程序校验期间， P1接收低 8 位地址数据。 显示电路 采用技术成熟的 74HCl64 实现串并转换。 LCD 显示分为静态显示和动态显示。 这里采用静态显示，系统通过单片机的串行口来实现静态显示。 串行口为方式零状态，即工作在移位寄存器方式，波特率为振荡频率的 1/12。 当器件执行任何一条将 SBUF 作为目的寄存器的命令时，数据便开始从 RXD 端发送。 在写信号有效时，相隔一个机器周期后发送控制端 SEND 有效，即允许 RXD 发送数据，同时允许从 TXD 端输出移位脉冲。 图 37 为显示电路的连接图。 图 37 显示电路的连接图 4 软件设计 DS18b20 的读操作 DSl8B20 的主要数据元件有： 64 位激光 Lasered ROM，温度灵敏元件和非易失性温度告警触发器 TH 和 TL。 DSl8B20 可以从单总线获取电源，当信号线为高电平时，将能量贮存在内部电容器中；当单信号线为低电平时，将该电源断开 ，直到信号线变为高电平重新接上寄生 (电容 )电源为止。 此外，还可外接 5 V 电源，给 DSl8B20 供电。 DSl8B20 的供电方式灵活，利用外接电源还可增加系统的稳定性和可靠性。 DS18B20 读写时序如 图 41~43： 图 41 DS18B20 的复位时序图 图 42 DS18B20 的写数据时序图 图 43 DS18B20 的读数据时序图 由时序图可知， DS18B20 在复位时需要 480us 的低电平，等待 15us 后 MCU将总线拉高，等待 DS18B20 的响应信号； DS18B20 在写数据时分为写“ 0”和写“ 1”操作，写“ 0”操作时， DS18B20 需要至少 60us 的总线被拉低，然后在 60us 内将“ 0”写入 DS18B20 中，持续时间至少 1us，写“ 1”操作是只需将写入的“ 0”改为“ 1”即可； DS18B20 读操作也分为读“ 0”和读“ 1”操作，读“ 0”操作时，总线需要 15us 被拉低，再拉高 45us，然后再 15us 内将数据读走，读“ 1”操作同读“ 0”操作。 程序流程图如图 44： 图 44 DS18B20 读取 温度 的流程图 DS18b20 的温度数据处理 读出温度数据后， LOW 的低四位为温度的小数部分，可以精确到 ℃ ，LOW 的高四位和 HIGH 的低四位为温度的整数部分， HIGH 的高四位全部为 1表示负数，全为 0 表示正数。 所以先将数据提取出来，分为三个部分：小数部分、整数部分和符号部分。 小数部分进行四舍五入处理：大于 ℃ 的话，向个位进 1；小于 ℃ 的时候，舍去不要。 当数据是个负数的时候，显示之前要进行数据转换，将其整数部分取反加一。 还因为 DS18B20 最低温度只能为 55℃ ，所以可以将整数部分的最高位换成一个 “”，表示为负数。 图 42 为温度数据处理程序的流程图。 开始 DS18B20 的初始化 启动温度转换 读取温度寄存器 跳过读序列号的操作 跳过读序列号的操作 DS18B20 的初始化 RET LOW低八位 HIGH高八位 图 45 温度数据处理流程图 1602 显示部分 1602 的读写时序图如下： 图 46 1602 液晶的读时序图 开始 提取整数部分存入HT 提取小数部分存入 LT LT 右移三位 ,将精度降低到 摄氏度 HT++ 将小数部分整数化 提取符号部分存入 sign LT 是否大于 5 是否为负数 RET 负数标志 flag=1 Y N N Y 图 47 1602 的写时序图 根据以上时序图可以得出读写程序流程图如下： 开始 选择写数据写命令 RS=1||RS=0 选择写操作RW=1 使能 EN 准备好写入的数据 DB0~DB7 禁止 EN 结束 开始 选择写数据写命令 RS=1||RS=0 选择读操作RW=0 使能 EN 禁止 EN 结束 图 48 1602的写流程图 图 48 1602的读流程图 5 数据测试 用手触屏温度传感器，可以发现温度大概显示为 32 度左右。 将温度传感器与 塑料袋装的冰水混合物接触，观察液晶显示的温度是否为零度。 6 结语 本文重点介绍了单片 机和数字传感器 DS18B20 的原理和功能，并用DS18B20 与 STC89C52 单片机、 LCD1602 组成数字温度计，有超温报警功能。 在本次设计的过程中，我发现很多的问题，虽然以前还做过这样的设计但这次设计真的让我长进了很多，单片机课程设计重点就在于软件算法的设计，需要有很巧妙的程序算法，虽然以前写过几次程序，但我觉的写好一个程序并不是一件简单的事，举个例子，以前写的那几次，数据加减时，我用的都是 BCD码，这一次，我全部用的都是 16进制的数直接加减，显示处理时在用除法去删分 ,感觉效果比较好，有好多的东西，只有我们去试着做了，才能真正的掌握，只学习理论有些东西是很难理解的，更谈不上掌握。 参考文献 【 1】作著：姜涛 【 2】书名： 基于单片机的数字式温度计设计 【 3】出版社：西北电力学校 【 4】出版年月： 【 5】页码： 27 页 g an employment tribunal claim Employment tribunals sort out disagreements between employers and employees. You may need to make a claim to an employment tribunal if:  you don39。 t agree with the disciplinary action your employer has taken against you  your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.。