单总线数字温度计.ppt

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1、任务单总线数字温度计项目要求:本项目使用1-Wire温度传感器DS18B20的完成温度采集，并将数据直接送入单片机AT89S51中处理，最后通过四位数码管显示温度。知识链接：DS18B20的使用、智能最小系统的扩展、显示电路的设计任务实施环境：硬件：智能最小系统及其扩展电路软件：KeilC集成开发环境2021/8/141单片机原理与嵌入式系统DS18B20原理及使用DS18B20简介：DS18B20是DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式温度测量范围为－55℃～＋125℃可编程为9位～12位A/D转换精度，对应的可辨温度分别为0.5℃、0.2

2、5℃、0.125℃和0.0625℃被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出支持3V～5.5V的电压范围DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。2021/8/142单片机原理与嵌入式系统DS18B20原理及使用DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。2021/8/143单片机原理与嵌入式系统DS18B20原理及使用基本工作原理斜率累加器低温度系数晶振计数器1比较高温度系数晶振计数器2=0=0温度寄存器存器预置预置加1停止LSB置位/清除2021/8/144单片机原理与嵌入式系统DS18B20原理及

3、使用DS18B20的使用方法由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对AT89S52单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。DS18B20协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始。2021/8/145单片机原理与嵌入式系统DS18B20原理及使用DS18B20的读时序对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。对于DS18B

4、20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。2021/8/146单片机原理与嵌入式系统DS18B20原理及使用DS18B20的写时序对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样I/O总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。2021/8/147单片机原理与嵌入式系统

5、项目设计项目设计思路1、本项目利用智能最小系统作为基础,将单总线测温元件DS18B20直接连接到芯片的一个标准I/O口上,其硬件开销比较小.2、DS18B20与微处理器间采用串行数据传送，在对DS18B20进行读写编程时，必须严格保证读写时序，否则将无法读取测温结果。DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。2021/8/148单片机原理与嵌入式系统项目设计项目设计思路3、在DS18B20测温程序设计中，向DS18B20发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20的返回信号，一旦DS18B20接

6、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。2021/8/149单片机原理与嵌入式系统项目硬件原理图2021/8/1410单片机原理与嵌入式系统项目软件流程图主程序流程图主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。初始化调用显示子程序1S到？初次上电读出温度值温度计算处理显示数据刷新发温度转换开始命令NYNY2021/8/1411单片机原理与嵌入式系统项目软件流程图读温度子程序流程图读温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在

7、读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。Y发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发读取温度命令读取操作，CRC校验9字节完？CRC校验正？确？移入温度暂存器结束NNY2021/8/1412单片机原理与嵌入式系统项目软件流程图温度转换命令子程序流程图温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s显示程序延时法等待转换的完成。发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发温度转换开始命令结束20