实验报告DS18B20温度检测控制

实训五 DS18B20温度检测控制实训

一、实训目的

1.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、实训说明

1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20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±0.5°C。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中，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位的循环冗余校训码

（CRC=X8+X5+X4+1）。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℃/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。

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

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E2RAM,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，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。

2、本实训在读取温度的基础上，完成类似空调恒温控制的实训。用加热电阻代替加热电机,制冷采用自然冷却。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、实训步骤

1.用二号导线分别连接单片机最小应用系统的P1.4、P

2.0到DS18B20模块的T-CON、 OUT，连接RXD(P

3.0)、TXD(P3.1)到串行静态数码显示模块的DIN、CLK端。

2.将89S52芯片插到单片机最小应用系统模块的40P锁紧插座中，请注意芯片的方向：缺口朝上。用二号导线连接单片机最小应用系统模块的EA/VP端到电源模块的+5V。

3.接好AC 220V电源，打开相关模块的电源开关, 用ISP下载器将“TH19_DS18B20.HEX”文件下载到89S52芯片中运行（ISP下载器的使用查看附录二）。

4.实训现象: 串行静态数码显示模块显示“XX”为十进制温度测量值，“XX”为十进制温度设定值，当加热到设定的控制温度时如40度时，停止加热。

四、实训电路图

本实训需要用到单片机最小应用系统模块（C区），DS18B20模块（A4区）, 串行静态数码显示模块(A2区)。单片机最小应用系统电路原理参考附录三, 串行静态数码显示电路原理参考实训十图10.1,DS18B20温度控制接口电路原理参考图19.1。

图19.1 DS18B20温度控制接口电路

五、实训源程序

TEMPER_L EQU 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 30H

TEMP EQU 55H

DIN BIT P1.0

CLK BIT P1.1

ORG 0000H

LJMP START

ORG 0100H

START: SETB P1.4

MAIN: LCALL GET_TEMPER ;调用读温度子程序

MOV A,29H

MOV C,40H ;将28H中的最低位移入C

RRC A

MOV C,41H

RRC A

MOV C,42H

RRC A

MOV C,43H

RRC A

MOV 29H,A

LCALL DISPLAYRESULT

LCALL DISPLAYLED ;调用数码管显示子程序

LCALL DELAY1

AJMP MAIN

INIT_1820: ;这是DS18B20复位初始化子程序 SETB P2.0

NOP

CLR P2.0

MOV R1,#3 ;主机发出延时537微秒的复位低脉冲 TSR1: MOV R0,#107

DJNZ R0,$

DJNZ R1,TSR1