DS18B20温度计

第 1页共 36 页 摘 要 20 世纪末，随着计算机科学的发展，计算机已深入地渗透到我 们的生活中，要想学好温度测控，只有扎扎实实的把单片机知识学好， 因为温度测控是基于单片机知识的。今天，我们的生活环境和工作环 境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务，单片机在工业控 制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测，控领域的应 用中独占鳌头。时下，家用电器和办公设备的智能化，遥控化，模糊 控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的， 同时在使用单片机的前提下我们也还要用到 A/D 数模转换。我们作为 21 世纪的大学生必须具备单片机知识。现在随着社会对人才素质 的不断提高，我们也要不断的充实自己，以适应社会的发展。 关键词： 单片机 DS18B20 传感器 Abstract 20 century's ends, along with the computer science development, the computer thoroughly seeped to in ours life, must want to learn the temperature observati on and control, only then is solid learns the monolithic integrated circuit knowledge, because the temperature observati on and control is based on he monolithic integrated circuit knowledge. Today, our living conditions and the working conditions have more and more called it in serves the 第 2 页共 36 页 2 monolithic integrated circuit small computer for us, the monolithic integrated circuit in the industry control, the state-of-art weapon, the communicati on facility, the information processing, the domestic electric appliances and so on measured respectively, controls the domain in the application to lead he field. Present, domestic electric appliances and office equipment intellectualization, remote control, the fuzzy control has become the trends in the world, but these high performances do not have one are not depend on, at the same time in uses the monolithic integrated circuit which the monolithic integrated circuit realizes under the premise we also to have to use to A/D digital-analog conversion. We took 21st century the university student must have the monolithic integrated circuit knowledge. Now along with the society to the talented person quality request unceasing enhancement, we also wants unceasingly to enrich oneself, by adapts society's development. Key word: MCU DS18B20 sensor 第 3 页共 36 页 3 目 录 前 言............................................4 功能说明......................... .. ............5 一 总体设计..................................6 二 电路原理图.......................... .........7 三 MCS-51 系列单片机简介..........................8 四 温度传感器 DS1820 简介.........................18 五 软件编程......................................24 致 谢............................................34 心得体会.........................................35 参考文献.........................................36 第 4 页共 36 页 4 前 言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目 标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，。温度测控技术也在 各个领域应用越来越广泛，同时温度测量也被人们所异常关注，一时 间涌现出大量各式各样的测试温度仪器，这些仪器的原理到底是怎样 的呢？说到底也是属于温度测控的范畴，其中数字温度计就是一个典 型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生 活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着 数字化控制，智能化控制方向发展。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方 便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对 测温比较准确的场所，或科研实验室使用，测温传感器使用 DS18B20， 用 3位共阳极 LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到 以上要求。 第 5 页共 36 页 5 功能说明 （1）将 AD590 作为室温度传感器，当温度变化时，AD590 会产生 电流的变化，经 OPA1 将电流转换为电压，由 OPA2 作为零为调整， 最后由 OPA3 反相放大 10 倍。 （2）ADCO804 输出最大转换值=FFH（255）。OPA3 为放大 10 倍 时。则本电路最大测量温度为；最大显示温度为 5.1/10V=0.51V，即 51°C（10 为放大倍数）。255X=51，知 X=0.2，即先乘 2 再除 10。FF →255→255ⅹ2→510，R4=0.5 R3=10。即 D4=0，D3=5，D2=1， D1=0，本电路显示器只取 D3、D2两位数。 （3）按下 P2.1按钮，放开后立即进入温度设定模式，显示设定最 高温度为 34°C（建立在 TABLE 内）每按一次设定温度将减少 1°C， 直至最低温度 20°C，再按一次回到 34°C。 （4）当室温高于设定温度，压缩机（P3.0）运转，使室温降低，当 室温低于设定值时，压缩机停止运行。 （5）当进入设定温度模式，如末按下设定按钮（P2.1）经数秒后自 动解除设定模式，回到室温显示模式。 （6）本程序以计时中断，每 50ms 中断一次，比较室温一次，而令 压缩机运转和停止。 第 6 页共 36 页 6 一 总体设计方案 1．1 数字温度计设计方案论证 考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感 器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器 DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换， 就可以满足设计要求。 1．2 方案的总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图 1 所示，控制器采用单片机 AT89S51，温度传感器采用 DS18B20，用 3 位 LED 数码管以串口传 送数据实现温度显示。 图 1 总体设计方框图 主 控 制 器 L E D 显 示 温 度 传 感 器 单片机复位 时钟振荡 报警点按 键调 整 第 7 页共 36 页 7 二 电路原理图 第 8 页共 36 页 8 三 MCS-51 系列单片机简介 MCS-51 系列单片机研制于 1980 年，由 Intel 公司所开发，其结 构是 8048 的延伸，改进了 8048的缺点，其 ROM、RAM都可扩充至 64KB， 也增添了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（CJNE）、栈入（PUSH）、 栈出（POP）、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能 力和 5 个中断源。8052 有 6 个中断源，MCS-51 系列单片机存储器容 量如表（二－１）所示。MCS-51 系列单片机特点如下： １、专为控制应用所设计的八位ＣＰＵ ２、具有布尔代数的运算能力 ３、３２条双项且可被独立寻址的Ｉ／Ｏ口 ４、芯片内有１２８字节可供存储数据的ＲＡＭ（８０５２：２ ５６字节） ５、内部有两组１６位定时器（８０５２有３个） ６、具有全多工传输信号ＵＡＲＴ ７、５个中断源，且具有两级（高／低）优先权顺序的中断结构 ８、芯片内有４ＫＢ（８ＫＢ／８０５２）的程序存储器（ＲＯ Ｍ） ９、芯片内有时钟（ＣＬＯＣＫ）振荡器电路 １０、程序存储器可扩展至６４ＫＢ（ＲＯＭ） １１、数据存储器可扩展至６４ＫＢ（ＲＡＭ） 第 9 页共 36 页 9 表（二－１） MCS-51 系列单片机 ROM及 RAM 容量（字节） 型号 8031 8051 8751 8032 8052 8752 ROM 0 4K 0 0 8K 0 RAM 128 128 128 256 256 256 EPROM 0 0 4K 0 0 8K １２、８０５１／５２：工厂烧写型，内含ＲＯＭ １３、Ｐ８７５１：一次烧写型，内含ＰＲＯＭ １４、８７５１／８７５１：可重复烧写型，内含ＥＰＲＯＭ １５、８７Ｃ５１／８７Ｃ５２：省电型（低消耗功率） １、时钟电路引脚 ＭＣＳ－５１单片机的时钟可以由内部方式和外部方式产生，Ｘ ＴＡＬ１（１９脚）和ＸＴＡＬ２（１８脚）即为单片机的两个时钟 引脚。 （１）内时钟引脚 ８０５１单片机片内有振荡电路，只需在Ｘ ＴＡＬ１和ＸＴＡＬ２间外接石英晶体和电容组成的并联振荡电路 （晶振器），晶体可以在固有频率１.２～１２ＭＨz 的晶振器之间任 选晶体，电容可以在２０～６０pＦ的电容之间任选，通常选择３０p Ｆ的瓷片电容。在单片机控制的数字显示温度计电路设计的这个部 第 10 页共 36 页 10 分，就是采用内时钟引脚，其中晶振器为 6MHz，两个电容均为 30pF。 （２）外时钟方式，ＸＴＡＬ１接地，ＸＴＡＬ２接外部振荡器。 由于ＸＴＡＬ２端的电平不是ＴＴＬ电平，故接一个上拉电阻。外部 振荡器的频率应低于１２ＭＨz。 ２、控制信号引脚 （１）ＲＳＴ／Ｖpd（９脚）：复位信号／备用电源引脚 当输入的复位信号延续２个机器周期以上，高电平即为有效，用 以完成单片机的复位操作。复位后影响片内特殊功能寄存器的状态， 但不影响片内ＲＡＭ状态。 同一引脚的Ｖpd是备用电源输入端（Ｖpd 接＋５Ｖ备用电源）。 在Ｖcc断电时，为保证ＲＡＭ中的信息不丢失，可使此引脚完成掉电 保护功能。 （２）ＡＬＥ／ＰＲＯＧ非（３０脚）；地址锁存允许信号／编 程脉冲输入端 在系统扩展时，ＡＬＥ用于控制把Ｐ０口输出的低８位地址送入 锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于ＡＬ Ｅ是以１／６晶振频率的固定频率输出的正脉冲，因此可作为外边时 钟或外部定时脉冲使用。 对片内带有４kbyteＥＰＲＯＭ的８７５１编写固化程序时，Ｐ ＲＯＧ非作为编程脉冲输入端。 （３）ＰＳＥＮ非（２９引脚）：外边程序存储器读选通信号 为低电平有效，８０５１在访问片外程序存储器时，此引脚端输 第 11 页共 36 页 11 出负脉冲作为读片外程序存储器的选通信号，以实现外部ＲＯＭ单元 的读操作。要检查８０５１上电平后ＣＰＵ能否正常到程序存储器中 读取指令码，可以用示波器观察引脚ＰＳＥＮ非有无脉冲输出，若有 说明正常。 （４）ＥＡ非／Ｖpp（３１脚）：内部和外部程序存储器选择信 号 当引脚接高电平时，ＣＰＵ只访问片内４kbyte 的ＥＰＲＯＭ／ ＲＯＭ，执行内部程序存储器中的指令，但在程序计数器计数超过０ ＦＦＦ时（即地址大于４kbyte 时），将自动转向执行片外大于４kbyte 程序存储器内的程序。 若ＥＡ非引脚接低电平时，ＣＰＵ只访问外部程序存储器，而不 管片内是否有程序存储器。对于８０３１单片机（片内无ＲＯＭ）需 外扩ＥＰＲＯＭ，故必须将ＥＡ非引脚接地。 在对ＥＰＲＯＭ编写固化程序时，需对此引脚施加２１Ｖ的编程 电压。 3、I/O(输入/输出）接口引脚 （1）并行 I/O 接口的特点 MCS-51有 4 个 8位并行 I/O 接口 P0~P3，他们都是双向端口，可 以进行输入或者输出操作，每个口都有口锁存器和口驱动器两部分组 成。此外，它还有一个全双工串行通信口。这 4 个端口为 MCS-51 与 外围器件或外围设备进行信息（数据、地址、控制信号）交换提供了 多功能的输入/输出通道，也为 MCS-51 扩展外部功能、构成应用系统 第 12 页共 36 页 12 提供了必要的条件。 它们的特点如下： a、4 个并行 I/O 接口都是双向的。P0 口为漏极开路，P1、P2、 P3 口均具有内部上拉电阻，它们有时被称为准双向口。 b、4个并行口的 32 条 I/O接口线都可以独立地用于输入或输出 操作。 c、当 4 个并行口的 I/O 接口线有作输入操作时，必须对该口的 锁存器进行写 1操作，以保证从 I/O 接口线输入数据的正确性，这也 是 4 个并行接口有时被称为“准”双向的含义。 （2）I/O 接口电路功能汇总 MCS-51 单片机内部属单总线结构，因此使系统在结构上增加了灵 活性。通过总线，用户可根据应用需要进行多功能的系统扩展，构成 用户的实际应用系统。MCS-51 系列中的 8031单片机，因其内部在结 构上无程序存储器，所以它的应用系统必定为一个扩展的系统。因此， MCS-51 的 4个并行 I/O接口中的 P0、P2、P3口基本上都具备有这两 项功能。 a、P0 口：P0 口的内部一位结构如图（三—3）所示。P0 口是 一个多功能口除可以作为通用的输入/输出口外，还具备用于系统扩 展的第二功能。在 MCS-51 的进行系统扩展时，它作为地址/数据总线 口。通过外接地址锁存器，MCS-51 的内部单总线可从 P0 口被扩展成 8 位的数据总线和 16 位地址总线的低 8 位。在实际应用中，P0 口先 送出外部存储器 16 位地址中的低 8 位至地址锁存器锁存，然后再由 P0 口进行 8 位数据的输入或输出。 第 13 页共 36 页 13 b、P1口：P1 口作为通用 I/O 接口，它的每一位都可以别编程为 通用 I/O接口线。 c、P2 口：P2 口也是一个多功能口，与 P0 口相似，它除可被用 作 I/O 接口外，在进行系统扩展时，还可以输 16 位地址总线中的高 8 位，和 P0 口共同构成 16 位的地址总线。当然，在 P0 口和 P2 口用作 地址/数据总线时，它们都不能再作为通用 I/O 接口。 d、P3 口：P3 口也是一个多功能口，除可以作为通用 I/O 接口外， 还具有多种控制功能，为通用 I/O 接口时和 MCS-51 其他具有控制功 能的输入/输出引线在一起，共同形成 MCS-51的控制总线。P3 口在作 为第二功能（控制功能）使用时，它的每一位功能定义如表（三—2） 所示 Vcc 地址/数据 控制端 C 读锁存器控制 & T1 1 1 P0.i 内部总线 D 锁 Q CP 存 Q T2 写入脉冲 Z 2 读引脚控制 图（三—3） P0 口内部一位结构图 第 14 页共 36 页 14 一个信号引脚，既是第一功能又是第二功能，在使用时也不会引 起混乱和造成错误，理由如下： a、对于各种型号的芯片，其功能的第一功能信号是相同的，所 不同的只在引脚的的第二功能信号上。 b、对于 9、30 和 31 各引脚，由于第一功能信号与第二功能信 号是单片机在不同工作方式下的信号，因此不会发生使用上的矛盾。 c、P3 口线的情况却有所不同，它的第二功能信号都是单片机的 重要控制信号。因此在实际使用时，总是先按需要优先选用它的 二功能，剩下不用的才作为口线使用。 表（三—2） P3 口线的第二功能 口线 第二功能 信号名称 P3.0 RXD 串行数据接收 P3.1 TXD 串行数据发送 P3.2 INT0 外部中断 0申请 P3.3 INT1 外部中断 1申请 P3.4 T0 定时器/计数器 0 计数输入 P3.5 T1 定时器/计数器 1 计数输入 P3.6 WR 外部 RAM写选通 P3.7 RD 外部 RAM 读选通 d、引脚表现出的是单片机的外特性或硬件特性，在硬件方面用 第 15 页共 36 页 15 户只能使用引脚，即通过引脚组建系统。因此熟悉引脚是我们设计数 字显示温度计的重要。 4、MCS-51 单片机的复位方式和复位电路 （1）复位操作 复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化为 0000H，使单片机从 0000H 单元开始执行程序。除了进入系统的正常 初始化之外，当由于程序运行出错或者操作错误使系统处于死锁状态 时，为摆脱困境，也需按复位键以重新启动。 （1）复位操作还对单片机的个别引脚信号有影响，例如把 ALE 和 PSEN 非信号变为无效状态，即 ALE=0，PSEN=1。 （2）复位信号及其产生 RST 引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时 间持续 24 个振荡脉冲周期（即 2 个机器周期）以上，若使用频率为 6MHz 的晶振，则复位信号持续时间应超过 4us 才能完成复位操作。 产生复位信号的电路逻辑如图（三—4）所示。 RST/VPD 复位电路 D2 施密特触发器 D1 Vcc 片内 RAM Vss 第 16 页共 36 页 16 图（三—4） 复位电路逻辑图 整个复位电路包括芯片内外两部分。外部电路产生的复位信号 （RST）送施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输出进行采样。然后才得到内部复位操作所需 要的信号。 （3）复位方式 复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。上电自动 复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，在单片机控制的数字 显示温度计电路设计中的单片机复位就是这种方式，其中电容 C 为 22uF，电阻 R为 1k欧姆，其电路图如图（三—5a）所示。 这样，只要电源 Vcc（+5V）的上升时间不超过 1ms，就可以实现 自动上电复位，即接通电源就完成了系统的复位初始化。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中按键电平复位是 通过使复位端经电阻与 Vcc 电源接通而实现的，其电路图如图（三— 5b）所示。而按键复位脉冲复位则是利用 RC 微分电路产生的正脉冲 来实现的。 上述电路图中的电阻电容参数适宜于 6MHz 晶振，能保证复位信 号高电平持续时间大于 2 个机器周期。 第 17 页共 36 页 17 Vcc 80C51 Vcc 80C51 Vcc RESET Vcc R1 C + 200Ω C + 22μ F RST/VPD 22μ F RST/VPD R 1KΩ R2 1KΩ Vss Vss (a) 上电复位 ( b) 按键电平复位 5 显示温度值的 LED 显示器接口介绍 LED 显示器是单片机应用系统中常用的廉价输出设备。它是由若 干个发光二极管组成的，当发光二极管导通时，相应一个笔画划发光， 控制某段发光二极管导通，就能显示出某个数码或字符，常用八段 LED 显示器有两种结构，如图（四—1）所示。 图（四—1） 八段 LED 显示器的结构 第 18 页共 36 页 18 在静态显示系统中，每位显示器都应有各自的锁存器、译码器（若 采用软件译码，译码器可省去）与驱动器，用以锁存各自待显示数字 的 BCD 码或字段码。因此，静态显示系统在每一次显示输出后能够保 持显示不变，仅在待显示数字需要改变时，才更新其数字显示锁存器 中的内容。这种显示占用 CPU 的时间少，显示稳定可靠。缺点是，当 显示的位数较多时，占用的 I/O 口较多。 在动态显示的系统中，CPU 需定时地对每位 LED 显示器进行扫描， 每位 LED显示器分时轮流工作，每次只能使一位 LED 显示，但由于人 的视觉暂留现象，仍感觉所有的 LED 显示器都在同时显示。这种显示 的优点是使用硬件少，占用 I/O 口少。缺点是占用 CPU时间长，只要 不执行显示程序，就立刻停止显示。但随着大规模集成电路的发展， 目前已有能自动对显示器进行扫描的专用显示芯片，使电路既简单又 占用 CPU时间。在我们所设计的温度计中数码管显示就是利用的动态 显示。 四 温度传感器 DS1820 介绍 （一）DS1820 芯片简介： 在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引 线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差 问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。我们在为某水电站 开发水轮发电机组轴瓦温度实时监测系统时，为了克服上面提到的 三个问题，采用了新型数字温度传感器 DS1820，在对其测温原理进 第 19 页共 36 页 19 行详细分析的基础上，提出了提高DS1820测量精度的，使 DS1820 的测量精度由 0.5℃提高到 0.1℃以上，取得了良好的测温效果。 １． DS1820 简介 DS1820是美国 DALLAS 半导体公司生产的可组网数字式温度传 感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。全部传感元件 及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。与其它温度传感 器相比，DS1820 具有以下特性： （1）独特的单线接口方式，DS1820 在与微处理器连接时仅 需要一条口线即可实现微处理器与 DS1820的双向通讯。 （2）DS1820 支持多点组网功能，多个 DS1820 可以并联在唯 一的三线上，实现多点测温。 （3）DS1820 在使用中不需要任何外围元件。 （4）温范围－55℃～＋125℃，固有测温分辨率 0.5℃。 （5）测量结果以 9 位数字量方式串行传送。 第 20 页共 36 页 20 2．DS1820内部结构框图如图 1所示。 DS1820测温原理如图 2 所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度 影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器 1。高温度系 数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器 2 的脉冲输入。计数器 1 和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个 基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数， 当计数器 1 的预置值减到 0 时，温度寄存器的值将加 1 ，计数器 1 的预置将重新被装入，计数器 1重新开始对低温度系数晶振产生的 脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器 2 计数到 0 时，停止温度 寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图 2 中 的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修 第 21 页共 36 页 21 正计数器 1 的预置值。 在正常测温情况下，DS1820 的测温分辩率为 0.5℃以 9 位数据 格式表示，其中最低有效位（LSB）由比较器进行 0.25℃比较，当 计数器 1中的余值转化成温度后低于 0.25℃时，清除温度寄存器的 最低位（LSB），当计数器 1 中的余值转化成温度后高于 0.25℃， 置位温度寄存器的最低位（LSB），如－25.5℃对应的 9位数据格 式如下： 3． 提高 DS1820 测温精度的途径 （1）DS1820 高精度测温的理论依据 DS1820 正常使用时的测温分辨率为 0.5℃，这对于水轮发电 机组轴瓦温度监测来讲略显不足，在对 DS1820 测温原理详细分析 的基础上，我们采取直接读取 DS1820内部暂存寄存器的方法，将 DS1820的测温分辨率提高到 0.1℃～0.01℃． 第 22 页共 36 页 22 DS1820 内部暂存寄存器的分布如表 1 所示，其中第 7字节存 放的是当温度寄存器 停止增值时计数器 1的计数剩余值，第 8字 节存放的是每度所对应的计数值，这样，我们就可以通过下面的 方法获得高分辨率的温度测量结果。首先用 DS1820 提供的读暂存 寄存器指令(BEH)读出以 0.5℃为分辨率的温度测量结果，然后切 去测量结果中的最低有效位(LSB)，得到所测实际温度整数部分 T 整数，然后再用 BEH 指令读取计数器 1 的计数剩余值 M 剩余和每 度计数值 M 每度，考虑到 DS1820测量温度的整数部分以 0.25℃、 0.75℃为进位界限的关系，实际温度 T 实际可用下式计算得到： T 实际=(T 整数－0.25℃)+(M 每度－M剩余)/M每度 （2） 测量数据比较 表 2 为采用直接读取测温结果方法和采用计算方法得到的测 温数据比较，通过比较可以看出，计算方法在 DS1820 测温中不仅 是可行的，也可以大大的提高 DS1820 的测温分辨率。 第 23 页共 36 页 23 4．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。 第 24 页共 36 页 24 (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。 五 软件编程 1 温度控制流程图 Y N 开始 温度零下? 温度值取补码置“—”标志 计算小数位温度BCD 值 计算整数位温度BCD 值 置“+”标志 温度数据移入显示寄存器 十位数 0？ 百位数 0？ 十位数显示符号百 位数不显示 百位数显示数据 （不显示符号） 结束 N N Y Y 第 25 页共 36 页 25 2 电路程序 ;6M晶体 89c51 temphead equ 40h display_data1_reg data 30h display_data2_reg data 31h display_data3_reg data 32h display_long_reg data 33h led1_bit bit p3.0 led2_bit bit p3.1 led3_bit bit p3.2 time1sok bit 01H TEMPONE0K BIT 02H wiredogcs bit p3.7 ;TIAOSHI_LONG DATA 21H ;TIAOSHI_DATA DATA 22H templ data 34h temph data 35h temphc data 36h templc data 37h tempdin bit p2.0 ORG 0000H LJMP START ORG 000BH AJMP LED ORG 0030H start: MOV sp,#60H mov tmod,#21H mov pcon,#00H mov scon,#01010000b mov th1,#243 mov tl1,#243 MOV TH0,#0FCH MOV TL0,#18H SETB TR0 setb tr1 第 26 页共 36 页 26 SETB ET0 mov display_long_reg,#00h SETB EA MAIN: CLR TEMPONE0K MAIN1: LCALL DLY_1S JNB TEMPONE0K,MAIN2 clr ea LCALL READTEMP1 setb ea LCALL CONVTEMP MAIN2: clr ea LCALL READTEMP setb ea setb TEMPONE0K AJMP MAIN1 ;**************************************************** ; DS1820复位 ;**************************************************** INITDS1820: SETB TEMPDIN NOP NOP CLR TEMPDIN MOV R6,#0A0H DJNZ R6,$ MOV R6,#0A0H DJNZ R6,$ SETB TEMPDIN MOV R6,#32H DJNZ R6,$ MOV R6,#3CH LOOP1820: MOV C,TEMPDIN JC INITDS1820OUT DJNZ R6,LOOP1820 MOV R6,#64H DJNZ R6,$ SJMP INITDS1820 RET 第 27 页共 36 页 27 INITDS1820OUT: SETB TEMPDIN RET ;**************************************************** ; 读 DS1820 的数据 ;入口条件：数据存放在 ACC 中 ;**************************************************** READDS1820: MOV R7,#08H SETB TEMPDIN NOP NOP READDS1820LOOP: CLR TEMPDIN NOP NOP NOP SETB TEMPDIN MOV R6,#07H DJNZ R6,$ MOV C,TEMPDIN MOV R6,#3CH DJNZ R6,$ RRC A SETB TEMPDIN DJNZ R7,READDS1820LOOP MOV R6,#3CH DJNZ R6,$ RET **************************************************** ; 写 DS1820 的数据 ;出口条件：数据存放在 ACC 中 ;**************************************************** WRITEDS1820: MOV R7,#08H SETB TEMPDIN NOP NOP WRITEDS1820LOP: CLR TEMPDIN MOV R6,#07H DJNZ R6,$ 第 28 页共 36 页 28 RRC A MOV TEMPDIN,C MOV R6,#34H DJNZ R6,$ SETB TEMPDIN DJNZ R7,WRITEDS1820LOP RET ;*********************************************** ; 启动温度转换 ;*********************************************** READTEMP: LCALL INITDS1820 MOV A,#0CCH LCALL WRITEDS1820 MOV R6,#34H DJNZ R6,$ MOV A,#44H LCALL WRITEDS1820 MOV R6,#34H DJNZ R6,$ RET ;*********************************************** ; 读取转换后的温度值 ;*********************************************** READTEMP1: LCALL INITDS1820 MOV A,#0CCH LCALL WRITEDS1820 MOV R6,#34H DJNZ R6,$ MOV A,#0BEH LCALL WRITEDS1820 MOV R6,#34H DJNZ R6,$ MOV R5,#09H MOV R0,#TEMPHEAD MOV B,#00H READTEMP2: LCALL READDS1820 MOV @R0,A 第 29 页共 36 页 29 INC R0 READTEMP21: LCALL CRC8CAL DJNZ R5,READTEMP2 MOV A,B JNZ READTEMPOUT MOV R1,#TEMPHEAD MOV A,@R1 MOV TEMPL,A INC R1 MOV A,@R1 MOV TEMPH,A READTEMPOUT: RET ;********************************************************** ; 处理温度 BCD 码程序 ;********************************************************** CONVTEMP: MOV A,TEMPH ANL A,#80H JZ TEMPC1 ;判断是否为负数 CLR C MOV A,TEMPL CPL A ADD A,#01H MOV TEMPL,A MOV A,TEMPH CPL A ADDC A,#00H MOV TEMPH,A MOV TEMPHC,#0BH SJMP TEMPC11 TEMPC1: MOV TEMPHC,#0AH TEMPC11: MOV A,TEMPHC SWAP A MOV TEMPHC,A MOV A,TEMPL ANL A,#0FH MOV DPTR,#TEMPDOTTAB MOVC A,@A+DPTR 第 30 页共 36 页 30 MOV TEMPLC,A MOV A,TEMPL ANL A,#0F0H SWAP A MOV TEMPL,A MOV A,TEMPH ANL A,#0FH SWAP A ORL A,TEMPL LCALL HEX2BCD1 MOV TEMPL,A ANL A,#0F0H SWAP A ORL A,TEMPHC MOV TEMPHC,A MOV A,TEMPL ANL A,#0FH SWAP A ORL A,TEMPLC MOV TEMPLC,A MOV A,R7 JZ TEMPC12 ANL A,#0FH SWAP A MOV R7,A MOV A,TEMPHC ANL A,#0FH ORL A,R7 MOV TEMPHC,A TEMPC12: RET TEMPDOTTAB: DB 00H,01H,01H,02H,03H,03H,04H,04H,05H,06H DB 06H,07H,08H,08H,09H,09H ;********************************************* ; CRC校验程序 ;********************************************* CRC8CAL: PUSH ACC MOV R7,#08H 第 31 页共 36 页 31 CRC8LOOP1: XRL A,B RRC A MOV A,B JNC CRC8LOOP2 XRL A,#18H CRC8LOOP2: RRC A MOV B,A POP ACC RR A PUSH ACC DJNZ R7,CRC8LOOP1 POP ACC RET ;********************************************* ; 单字节 16 进制转换 BCD ;入口条件：数据存放在 ACC 中 ;出口条件：数据存放在 ACC 中 ;********************************************* HEX2BCD1: MOV B,#64H DIV AB MOV R7,A MOV A,#0AH XCH A,B DIV AB SWAP A ORL A,B RET ;********************************************* ; 1S 延时程序 ;********************************************* DLY_1S: PUSH PSW SETB RS0 MOV R7,#10 DLY_1S_1: MOV R6,#200 clr wiredogcs ;喂狗 setb wiredogcs DLY_1S_2: MOV R5,#250 第 32 页共 36 页 32 DJNZ R5,$ DJNZ R6,DLY_1S_2 DJNZ R7,DLY_1S_1 POP PSW RET ;******************************************** ; 数码管显示程序 ;******************************************** ;********************************************************** ; LED ;入口条件：输入数据放入 ACC ;输出：转换后的数据保存显示器缓冲区中中 ;影响数据：ACC ;*******************