单片机显示接口实验报告范文
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D S18B20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: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,精度为土0.5 ° C o 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 K
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+)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 C /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 C的数字输出为07D0H +25.0625 C的数字输出为0191H, -25.0625 C的数字输出为
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E2RA M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。
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)
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ROh指旨令,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攵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CONTRO接最小应用系统P1.4 , OUT接最小应用系统P
2.0,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 o 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_LEQU 29H ; 用于保存读出温度的低8 位
TEMPER_H EQU 28H用于保存读出温度的高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 30HTEMPEQU 55HDIN BIT P1.0CLK BIT P1.1 ORG0000HLJMPSTARTORG0100H START: SETBP1.4 MAIN: LCALL GET_TEMPE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CRRC AMOV C,41HRRC AMOV C,42HRRC AMOV C,43HRRC AMOV 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:SETB
P2.0NOPCLR P2.0
; 主机发出延时537 微秒的复位低脉冲MOV R1,#3 TSR1:MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1
SETB P2.0; 然后拉高数据线NOPNOPNOPMOR0V,#25H TSR2:
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 TSR5
TSR4:
CLR FLAG1 ;清标志位,表示DS1820不存在单片机显示接口实验报告范文。