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1、数字温度计论文基于AT89S2051单片机的单总线数字温度计设计摘要】介绍了使用AT89S2051单片机及DS18B20的数字温度计的设计,以及如何用单片机和数字温度传感器构造一个小型的温度测量系统。【关键词】单片机;温度传感器;温度控制温度是一种最基本的环境参数,人民的生活环境与温度息息相关,因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义,测量温度的关键是温度传感器,本文将介绍新型的智能集成温度传感器DS18B20的使用方法,以及用单片机AT89C2051对DS18B20的编程实现温度测量。1单线数字温度计DS18B20介绍Dallas半导体公司的数
2、字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。DS18B20数字温度计提供9位(二进制)温度读数,指示器件的温度。信息经过单线接口送入18B20或从18B20送出,因此从主机CPU到DS18B20仅需一条线(和地线)。DS18B20的测量范围从-55℃到+125℃,增量值为0.5℃,在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。可在1秒钟(典型值)内把温度变换成数字。DS18B20的性能是新一代产品中最好的,性能价格比也非常出色。让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。2DS18B20的内部结构及温度表示DS18B
3、20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。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。(见表一)。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
4、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℃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。3用单片机AT89C2051及数字温度传感器DS18B20构建一个温度测量系统根据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
5、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。对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程:在实际制作过程中考虑到芯片的体积(AT89C2051的大小仅为AT89C51的四分之一),及对一般的气温测量只需精确到一摄氏度,我们选用了AT89C2051和两位一体共阳极7段数码管,通过对DS18B20的编程(使用汇编语言),在KEIL软件中编译通过,用万能板制作成功,实现温度的测量,用单片机AT89C2051和DS18B20构成
6、测温系统,用两位共阳数码管显示温度值,读取DS18B20及用两位共阳数码管显示温度的汇编语言程序如下:ORG0000H单片机内存分配申明TEMPER_LEQU29H;用于保存读出温度的低8位TEMPER_HEQU28H;用于保存读出温度的高8位FLAG1EQU38H;是否检测到DS18B20标志位a_bitequ20h;数码管个位数存放内存位置b_bitequ21h;数码管十位数存放内存位置MAIN:LCALLGET_TEMPER;调用读温度子程序MOVA,29HMOVC,40H;将28H中的最低位移入CRRCAMOVC,41HRRCAMOVC,
7、42HRRCAMOVC,43HRRCAMOV29H,ALCALLDISPLAY;调用数码管显示子程序AJMPMAIN;循环显示INIT_18B20:;这是DS18B20复位初始化子程序SETBP3.2NOPCLRP3.2MOVR1,#3;主机发出延时537微秒的复位低脉冲TSR1:MOVR0,#107DJNZR0,$DJNZR1,TSR1SETBP3.2;然后拉高数据线NOPNOPNOPMOVR0,#25HTSR2:JNBP3.2,TSR3;等待DS18B20回应DJNZR0,TSR2LJMPTSR4;延时TSR3:SETBFLAG1;置标志位,
8、表示DS18B20存在LJMPTSR5TSR4:CLRFLAG1;清标志位,表示DS18B20不存在LJMPTSR7TSR5:MOVR0
