基于DS18B20的温度采集系统

数字化产品设计报告专业：嵌入式系统班级姓名：指导教师：哈尔滨工业大学华德应用技术学院2010 年 12 月 9 日姓名：班级：学号：14 课题编号：02课题名称：基于DS18B20的温度采集系统基本功能：设计实现基于DS18B20的温度采集系统，并要求实现使用LCD1602显示采集到的温度。

扩展功能：实现多路温度采集及显示。

成绩：评审老师：一、需求分析：1.应用场合该设计可应用于各种地点的温度测量，测量温度在-55~125度之间，可以实现多点测试。

2.设计目的1）掌握DS18B20数字温度传感器的工作原理和使用方法；2）掌握对18B20转换数据进行处理的方法；3）熟练单片机在实际中的基本应用方法；4）提高自身的动手能力。

3.立题意义通过这个实验，希望能够对动手能力有所帮助，能够在实际中做到对单片机的基础应用，将课程所学初步应用到实际中，自己动手设计一个属于自己的开发板。

二、硬件设计方案用AT89S52控制DS18B20，读取数据，并对DS18B20转换后的数据进行处理，最后在数码管上显示DS18B20的温度。

在设计中用到单片机最小系统：复位电路以及时钟（晶振）电路、DS18B20温度传感器、共阴极7段数码管显示系统。

复位电路：复位是单片机的初始化操作，目的是使CPU以及各个寄存器处于一个确定的初始状态。

分为手动复位方式和上电自动方式。

时钟电路：51单片机的时钟信号可由芯片内部的震荡电路产生，也可以由外部产生。

DS18B20：DS18B20数字温度传感器是达拉斯半导体公司生产的1——Wire 器件，即单总线器件，它与传统的热敏电阻不同的是，它可以直接将被测温度转换成串行数字信号供主机处理，并且根据具体要求，通关简单的编程实现9位温度度数。

具有线路简单，体积小的特点。

它有三个引脚（如图1.1）：GND脚：接地；DQ脚：数据输入输出引脚。

开漏单总线接口引脚。

当被用在寄生电源下，也可以向器件提供电源（注：需要在该引脚出加一个上拉电阻）VDD：可选的VDD引脚，接电源。

在工作于寄生电源时，必须接地。

图1.1 温度传感器仿真图7段共阴极数码管：用于显示采集到的温度数据给用户。

七段数码管有四个片选信号点，分别控制四个7段数码管显示（如图1.2），另外八个引脚接受数据显示段码。

由此实现数码管的显示。

图1.2 7段共阴极数码管仿真图三、软件设计方案（*画流程图、写出算法分析）首先初始化设置，设置常量，再进行对DS18B20进行初始化，之后进行温度采集，给DS18B20一个温度转换命令实现温度转换，读取转换的温度值，通过数据处理，将处理后的数据传送到数码管中显示出来，实现温度的采集与显示。

流程图：1）主程序流程图（如图1.3）2）DS18B20复位子程序流程图（如图1.4）3）读温度值子程序（如图1.5）4）写DS18B20命令子程序（如图1.6）5）读温度子程序流程图（如图1.7）图1.3 主程序流程图 图1.4 DS18B20复位子程序流程图DQ 置1DQ 置0延时最少573usDQ 置1短延时，等待DS18B20回应DQ 置1 DQ=0？FLAG1置1延时FLAG1置0返回 显示温度值生成显示码 调用数据处理子程序 读取温度转换值 调用DS18B20初始化子程序 初始化，设置常量 开始 YN图1.5 读温度值子程序流程 图1.6 写命令子程序流程图DQ 置0写入数据右移1位DQ 置1写入数据的最低一位循环次数i=8短延时短延时返回i=i-1;i=0？YNDQ 置0 读入数据右移1位 DQ置1 读入数据的最高一位 循环次数i=8短延时 短延时 返回 i=i-1;i=0？ Y NDQ置1DS18B20复位NFLAG1=1?Y写入CCH命令跳过ROM发送温度转换命令44H延时750us以上DS18B20初始化跳过ROM匹配发送读温度命令BEH调用读数据子程序返回图1.7 读温度子程序流程图四、系统调试在设计中，用到了Proteus ISIS与Keil软件联合仿真系统，在手动焊接电路后用到了捎写电路以及捎写程序软件。

在课堂上所学的仿真器材在本课程设计中得到了正确的应用。

五、总结问题1：在程序中DS18B20的初始化总是不成功。

解决办法：由于DS18B20对程序的时序要求严格，在延时程序中没有注意到这一点导致出错，经过老师指点，顺利解决问题。

问题2：无法读取DS18B20中的数据。

解决办法：由于在电路中没有在DS18B20的DQ引脚加上上拉电阻，在上拉电阻加上后完成数据采集。

问题3：数码管显示不正常。

解决办法：由于对真实的数码管了解不够，不知道哪个引脚是干什么的，经过老师指点以及查找资料找到了测试引脚的方法，最后自己用万用表测出各个引脚的作用。

总结：通过本次课程设计，加强了我的动手操作能力，将课堂上所学的知识应用到实践中来，并且了解了DS18B20数字温度传感器的工作原理和使用方法，掌握了对DS18B20转换数据进行处理的方法，在实践过程中也练习了IO口的输入输出方式，熟练的掌握了数码管显示数据的方法，在两周的学习中，让我学到了在课堂上没有学到的东西，学会的自我学习的方法，在查找资料自我分析以及跟同学的讨论，加上老师的悉心教导，使我顺利的完成的本次课程设计，感觉受益匪浅。

在以后的学习生活中，我希望能够多几次这样的实训，这样能够增强我的动手能力，而且使我对动手实践产生了浓厚的兴趣。

附录1：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P2^4;unsigned char flag,presence; //负数标志uchar code scan[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};uchar code table[13]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0x39,0x00};uchar code ditab[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x 06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};uchar dispbuf[8];uchar temper[2];uchar x=1;//uchar x=0;void delay(unsigned int us) reentrant {while(us--);}// 延时函数void reset(void){DQ=1;//delay(8);DQ=0;delay(90);DQ=1;delay(14);x=DQ;delay(20);DQ=1;}//复位函数uchar readbyte(void){uchar i=0;uchar dat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;dat>>=1;DQ=1;if(DQ)dat|=0x80;delay(4);}return(dat);}//从1820中读一个字节void writebyte(unsigned char dat) {uchar i=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;delay(5);DQ=1;dat>>=1;}delay(4);}//向1820中写入一个字节void readtemp(void){uchar a=0,b=0;reset();while(x==0){if(x==0)reset();else break;}writebyte(0xcc);writebyte(0x44);reset();writebyte(0xcc);writebyte(0xbe);a=readbyte();b=readbyte();if(b>0x0f){a=~a+1;if(a==0)b=~b+1;else b=~b;flag=10;}else flag=12;temper[0]=a&0x0f;a=a>>4;temper[1]=b<<4;temper[1]=temper[1]|a;}//读取实时温度void scandisp(){unsigned char i,value;for(i=0;i<6;i++){P3=0xff;value=table[dispbuf[i]];if(i==3)value|=0x80;P0=value;P3=scan[i];delay(50);}}//动态扫描显示函数void main(){uchar temp=10,temp1;while(1){readtemp();temp1=temper[0];temp=temper[1];if(flag==10)dispbuf[0]=flag;elsedispbuf[0]=temp/100;dispbuf[3]=ditab[temp1];dispbuf[2]=temp%10;temp=temp/10;dispbuf[1]=temp%10;scandisp();}}附录2：。