课程实训报告《单片机技术开发》专业：机电一体化技术班级： 104201 学号： ******** *名：***浙江交通职业技术学院机电学院2012年5月29日目录一、DS18B20温度测量与控制实验目的……………………二、DS18B20温度测量与控制实验说明……………………三、DS18B20温度测量与控制实验框图与步骤……………………四、DS18B20温度测量与控制实验清单……………………五、DS18B20温度测量与控制实验原理图…………………六、DS18B20温度测量与控制实验实训小结………………1.了解单总线器件的编程方法。
2.了解温度测量的原理，掌握DS18B20 的使用。
本实验系统采用的温度传感器DS18B20是美国DALLAS公司推出的增强型单总线数字温度传感器。
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：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，使系统设计更灵活、方便。
DS18B20测量温度范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。
DS18B20可以程序设定9～12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OMR 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。
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：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: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。
三、实验框图与步骤实验步骤：1）系统各跳线器处在初始设置状态（参见附录三），用导线连接MCU 模块的P1.0 和A/D D/A 模块的DQ 输出端。
将MCU 模块的JT11 跳线器的CONTROL 短路帽置位左边。
2）打开‘18B20 测温’文件夹下DS18B20.wsp 项目文件，打开项目中的文件，阅读、分析、理解程序。
用适配器连接PC 机和系统MCU，编译、生成项目、下载程序，全速运行程序。
观察数码管显示温度值。
3）将MCU 模块的JT11 跳线器的CONTRL 短路帽置位左边，手动按下A/D D/A模块的控制按键，接通加热电路，观察温度上升的过程；当温度达到设定的范围，观察温度控制的过程。
四、实验清单TEMPER_L EQU 20H ;用于保存读出温度的低8位TEMPER_H EQU 21H ;用于保存读出温度的高8位FLAG1 EQU 22H ;是否检测到DS18B20标志位DATA_IN DATA 025HDATA_OUT DATA 026HTIMER DATA 030HBIT_COUNT DATA 031HDBUF DATA 032HCLK BIT P1.6DAT BIT P1.7ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:SETB P1.4MAIN: LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序MOV A,29HMOV C,40H ;将28H中的最低位移入CRRC AMOV C,41HRRC AMOV C,42HRRC AMOV C,43HRRC AMOV 29H,ALCALL TOBCDLCALL DISPLAY ;调用数码管显示子程序LCALL DELAYAJMP MAININIT_1820: ; 这是DS18B20复位初始化子程序SETB P1.0NOPCLR P1.0MOV R1,#3 ;主机发出延时537微秒的复位低脉冲TSR1:MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB P1.0 ;然后拉高数据线NOPNOPNOPMOV R0,#25HTSR2:JNB P1.0,TSR3 ;等待DS18B20回应DJNZ R0,TSR2LJMP TSR4 ; 延时TSR3:SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在LJMP TSR5TSR4:CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在LJMP TSR7TSR5:MOV R0,#117TSR6:DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间TSR7:SETB P1.0RETGET_TEMPER: ; 读出转换后的温度值SETB P1.0LCALL INIT_1820 ;先复位DS18B20JB FLAG1,TSS2RET ; 判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回TSS2:MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#44H ; 发出温度转换命令LCALL WRITE_1820LCALL DELAY1 ;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒LCALL INIT_1820 ;准备读温度前先复位MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令LCALL WRITE_1820LCALL READ_18200 ; 将读出的温度数据保存到35H/36HRETWRITE_1820: ;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求)MOV R2,#8 ;一共8位数据CLR CWR1: CLR P1.0MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P1.0,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P1.0NOPDJNZ R2,WR1SETB P1.0RETREAD_18200: ; 读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从DS18B20中读出MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)RE00:MOV R2,#8 ; 数据一共有8位RE01:CLR CSETB P1.0NOPNOPCLR P1.0NOPNOPNOPSETB P1.0MOV R3,#9RE10:DJNZ R3,RE10MOV C,P1.0MOV R3,#23RE20:DJNZ R3,RE20RRC ADJNZ R2,RE01MOV @R1,ADEC R1DJNZ R4,RE00RETTOBCD:MOV A,29H ;将29H中的十六进制数转换成10进制MOV B, #10DIV ABMOV DBUF+1, AMOV A, BMOV DBUF,AMOV A,DBUF+1CJNE A,#5,$+3JNC WWSETB P1.4RETWW: CLR P1.4DISPLAY:ANL P2,#00H ; CS7279有效MOV DATA_OUT,#10100100B ; A4H,复位命令CALL SENDMOV DATA_OUT,#10000000B ; 在第一个数码管上显示CALL SENDMOV DATA_OUT,DBUFCALL SENDMOV DATA_OUT,#10000001B ; 译码方式0,2位显示在第一个数码管上显示CALL SENDMOV DATA_OUT,DBUF+1CALL SENDRETSEND: MOV BIT_COUNT,#8 ; 发送字符子程序ANL P2,#00HCALL LONG_DELAYSEND_LOOP:MOV C,DATA_OUT.7MOV DAT,CSETB CLKMOV A,DATA_OUTRL AMOV DATA_OUT,ACALL SHORT_DELAYCLR CLKCALL SHORT_DELAYDJNZ BIT_COUNT,SEND_LOOPCLR DATRETLONG_DELAY: MOV TIMER,#80 ;延时约200USDELAY_LOOP: DJNZ TIMER,DELAY_LOOPRETSHORT_DELAY: MOV TIMER,#6 ;延时约20USSHORT_LP: DJNZ TIMER,SHORT_LPRETDELAY: LCALL DELAY1LCALL DELAY1LCALL DELAY1LCALL DELAY1LCALL DELAY1RETDELAY1:MOV R1, #0DLOOP: DJNZ R1, DLOOPDJNZ R0, DELAY1RETEND五、实验原理图六、实训小结学习了单总结器件的编程方法，了解了温度测量的原理，从而掌握了DS18B20的使用。