DS18B20温度测量设计实验报告2

信息工程学院

成绩课程设计说明书(论文)

题目: 温度测量

课程名称: 单片机课程设计

专业: 电子信息工程

班级: 电信0901

学生姓名:

学号: 31 16 10

设计地点: 3#北603

指导教师:

设计起止时间：2012年5月2日至2012年5月22日

目录

一、设计功能要求： (3)

二、系统总体设计方案： (5)

1、基本设计思想： (5)

2、实施方案论述： (6)

三、系统分析与设计： (6)

1、程序流程图及说明 (6)

2、温度计的的电路设计 (9)

四、源码清单： (12)

五、改进意见与收获体会: (18)

六、主要参考资料： (19)

一、设计功能要求：

本次的设计主要是利用了数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后可以在LCD数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为-55~125℃，精确到0.5℃。

本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机89C51，测温传感器使用DS18B20，用LCD1602实现温度显示。从温度传感器DS18B20可以很容易直接读取被测温度值，进行转换即满足设计要求。

本次使用的单片机89C51和MCS-51是完全兼容的，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器。其主要特点如下：

•8位CPU。

•工作频率最高为24M。

•128B数据存储器。

•4KB程序存储器。

•程序存储器的寻址空间为64KB。

•片外数据存储器的寻址空间为64KB。

•128个用户位寻址空间。

•21个字节特殊功能寄存器。

•4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。

•两个16位定时/计数器。

•两个优先级别的5个中断源。

•1个全双工的串行I/O接口，可多机通信。

•111条指令，喊乘法指令和除法指令。

•较强的位处理能力。

•采用单一+5V电源。

对于89C52而言，不同之处在于：有256B的数据存储器、8K的程序存储器、全双工串行I/O接口、6个中断源、3个16位定时/计数器，工作频率可升直33Mhz。比51拥有更高的性能。

单片机要对DS18B20进行读写，主要通过如下子程序进行驱动。

（1）复位：在使用DS18B20时，首先需要对单片机进行复位。复位时，单片机给DS18B20的单总线至少480us的低电平信号。当DS18B20检测到此复位信号后会在15-60us内给出一个一个存在脉冲。该存在脉冲是是一个60-240us的低电平信号。为了能够接收到此低电平，需要单片机在复位电平结束之后将总线拉高。

（2）ROM指令：包括读ROM指令，指定匹配芯片、跳跃ROM、芯片搜索、报警芯片搜索。ROM指令为8位长度，功能是对片内的64位光刻ROM 进行操作。其主要目的是为了分辨总线上的多个器件。不过，在本系统中由于只有一个DS18B20，所以不需要进行ID辨识，所以可以采用一条特殊的跳过指令。具体指令可以参看其datasheet。

（3）发送存储器操作指令：在ROM指令发送给DS18B20后，紧接着需要向它发送存储器操作指令，操作指令同样为8位，共六条，分别是写RAM 数据、读RAM数据、将RAM数据复制到EEPROM、温度转换、将EEPROM 中的报警值复制到RAM、工作方式切换。

（4）执行和读写操作：一个存储器操作指令结束后则将进行指令执行或数据读写。如果是进行温度转换，需要等待DS18B20执行其指令，转换时间一般为500us。

DS18B20温度值格式

默认的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。

如图：

DS18B20常用ROM指令：

指令约定代码功能

二、系统总体设计方案

1、基本设计思想

基本设计方案：根据DS18B20的通讯协议，单片机控制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进行复位操作，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，当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。

于是，给DS18B20不同的时序，可以读取温度传感器的值，根据温度算法算出当时的温度值，在给显示部分，通过LCD 显示出来。

读ROM 33H 读DS1820温度传感器ROM 中的编码（即64位地

址

符合 ROM 55H 发出此命令之后，接着发出 64 位 ROM 编码，

访问单总线上与该编码相对应的 DS1820 使之

作出响应，为下一步对该 DS1820 的读写作准

备。

搜索 ROM 0FOH 用于确定挂接在同一总线上 DS1820 的个数和

识别 64 位 ROM 地址。为操作各器件作好准备。

跳过 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 发

温度变换命令。适用于单片工作。

告警搜索命令

0ECH

执行后只有温度超过设定值上限或下限的

片子才做出响应。