基于数字温度传感器的数字温度计

基于数字温度传感器的数字温度计

1.设计目的与要求

以AT89C51单片机为核心，利用数字温度传感器DS18B20制作一个LED 显示的数字温度计：

(1) 利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号.

(2) 以P3.5口串口传送数据.

(3) 温度测量范围为0℃～99℃，精确到1℃.

(4) 2位共阳极LED数码管上显示相应的温度值.

2.工作原理

温度传感器DS18B20美国Dallas公司生产的单线数字温度传感器，可以把温度模拟信号直接转换成串行数字信号供微机处理，是模/数转换器件，而且读DS18B20信息或写信息仅需单线接口，使用非常方便，新型的单线数字温度传感器体积小，精度高，使用更灵活.DS18B20有三个引脚，GND接地；DQ为数字信号输入输出端；Udd为外接电源输入端.DS18B20内结构主要由4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、TL和配置寄存器.

3.参考电路（附图）

本设计由DS18B20温度传感器芯片测量当前的温度并将转换后的结果送入单片机.然后通过A89S51单片机驱动两位共阳极7段LED数码管显示测量温度值.如本设计硬件电路图所示，本电路主要有DS18B20温度传感器芯片，两位共阳极数码管，AT89S51单片机及相应外围电路组成.其中DS18B20采用“一线制”与单片机相连.

整体硬件接线图

初始化状态显示

4.软件设计（流程图）

用汇编语言完成对设计的软件编程，程序开始首先对温度传感器DS18B20进行复位，检测是否正常工作；接着读取温度数据，主机发出CCH指令与在线的DS18B20联系，接着向DS18B20发出温度A/D转换44H指令，再发出温度寄存器的温度值BEH指令，并反复调用复位，写入及读取数据子程序，之后再经过数据转换，由数码管显示出来，不断循环.

软件编程主要包括以下一些程序段.主程序，读出转换后的温度值，写DS18B20的程序，读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据，将从DS18B20中读出的温度数据进行转换，将16进制的温度数据转换成压缩BCD码，DS18B20初始化程序，数码显示程序，延时子程序.

5.仿真结果与结论

仿真时运行电路则各器件正常运行，并显示出温度值，调节温度传感器度温度值，将显示出不同的温度值.

温度显示整体电路

温度显示局部电路

附录：程序语言如下：

;DS18B20测温程序（LED显示，可测量0-99度）

;******************************************************** ****** ;************************************************************** TEMPER_L EQU 36H ;从DS18B20中读回高位，低位暂存区

TEMPER_H EQU 35H ;

TEMPER_NUM EQU 60H;温度值存储

TEMPER_GE EQU 61H

TEMPER_SHI EQU 62H

TEMPER_SA VE EQU 63H

FLAG1 BIT 00H

FLAG2 BIT 01H

DQ BIT p3.5;单总线口

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0030H

MAIN: MOV SP,#70H

LCALL GET_TEMPER

LCALL TEMPER_COV

LCALL LEDDISP

LJMP MAIN

NOP

;**************************************************

;读出转换后的温度值

;**************************************************

GET_TEMPER: SETB DQ ; 定时入口

BCD:LCALL INIT_1820

JB FLAG1,S22

LJMP BCD ; 若DS18B20不存在则返回

S22:LCALL DELAY1

MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配------0CC命令

LCALL WRITE_1820

MOV A,#44H ; 发出温度转换命令

LCALL WRITE_1820

LCALL D500us

CBA:LCALL INIT_1820

JB FLAG1,ABC

LJMP CBA

ABC:LCALL DELAY1

MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配

LCALL WRITE_1820

MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令

LCALL WRITE_1820

LCALL READ_18200 ;READ_1820

RET

;******************************************************

;写DS18B20的程序

;****************************************************** WRITE_1820:

MOV R2,#8

CLR C

WR1:

CLR DQ

MOV R3,#6

DJNZ R3,$

RRC A

MOV DQ,C

MOV R3,#23

DJNZ R3,$

SETB DQ

NOP

DJNZ R2,WR1

SETB DQ

RET

;****************************************************

;读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据

;****************************************************

READ_18200:

MOV R4,#2 ; 将温度高位和低位从DS18B20中读出

MOV R1,#36H ; 低位存入36H(TEMPER_L),高位存入35H(TEMPER_H) RE00:

MOV R2,#8

RE01:

CLR C

SETB DQ

NOP

NOP

CLR DQ

NOP

NOP

NOP

SETB DQ

MOV R3,#7

DJNZ R3,$

MOV C,DQ

MOV R3,#23

DJNZ R3,$

RRC A