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[推薦]DS18B20智能溫度控制器程序設計(代碼)

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ID:3602 發(fā)表于 2008-7-26 08:44 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
     DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20簡介新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟   Dallas 半導體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點,使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡,為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。DS18B20、   DS1822 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器 同DS1820一樣,DS18B20也 支持“一線總線”接口,測量溫度范圍為 -55°C~+125°C,在-10~+85°C范圍內(nèi),精度為±0.5°C。DS1822的精度較差為±   2°C ,F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量,如:環(huán)境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同,新的產(chǎn)品支持3V~5.5V的電壓范圍,使系統(tǒng)設計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜,體積更小。   DS18B20、 DS1822 的特性 DS18B20可以程序設定9~12位的分辨率,精度為±0.5°C?蛇x更小的封裝方式,更寬的電壓適用范圍。分辨率設定,及用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中,掉電后依然保存。DS18B20的性能是新一代產(chǎn)品中最好的!性能價格比也非常出色!   DS1822與 DS18B20軟件兼容,是DS18B20的簡化版本。省略了存儲用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)的EEPROM,精度降低為±2°C,適用于對性能要求不高,成本控制嚴格的應用,是經(jīng)濟型產(chǎn)品。   繼“一線總線”的早期產(chǎn)品后,DS1820開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。DS18B20和DS1822使電壓、特性及封裝有更多的選擇,讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)。   
DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
    DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成:64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如下:
18B20.jpg     1820A.jpg
    DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端;GND為電源地;VDD為外接供電電源輸入端(在寄生電源接線方式時接地)。
    光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的,它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是:開始8位(28H)是產(chǎn)品類型標號,接著的48位是該DS18B20自身的序列號,最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同,這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。
    DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量,以12位轉(zhuǎn)化為例:用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供,以0.0625℃/LSB形式表達,其中S為符號位。
1820wei.jpg
   這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù),存儲在18B20的兩個8比特的RAM中,二進制中的前面5位是符號位,如果測得的溫度大于0,這5位為0,只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度;如果溫度小于0,這5位為1,測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。
    例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H,+25.0625℃的數(shù)字輸出為0191H,-25.0625℃的數(shù)字輸出為FF6FH,-55℃的數(shù)字輸出為FC90H。
12wei.jpg
DS18B20溫度傳感器的存儲器
     DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。
    暫存存儲器包含了8個連續(xù)字節(jié),前兩個字節(jié)是測得的溫度信息,第一個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位,第二個字節(jié)是溫度的高八位。第三個和第四個字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝,第五個字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝,這三個字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復位時被刷新。第六、七、八個字節(jié)用于內(nèi)部計算。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。
%BC%C4%B4%E6%C6%F7.gif    
該字節(jié)各位的意義如下:
  
  TM R1 R0 1 1 1 1 1
  
  低五位一直都是1 ,TM是測試模式位,用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設置為0,用戶不要去改動。R1和R0用來設置分辨率,如下表所示:(DS18B20出廠時被設置為12位)
  
  分辨率設置表:
R1
R0
分辨率
溫度最大轉(zhuǎn)換時間
0
0
9位
93.75ms
0
1
10位
187.5ms
1
0
11位
375ms
1
1
12位
750ms
    根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議,主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟:每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位,復位成功后發(fā)送一條ROM指令,最后發(fā)送RAM指令,這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒,然后釋放,DS18B20收到信號后等待16~60微秒左右,后發(fā)出60~240微秒的存在低脈沖,主CPU收到此信號表示復位成功。
1820%B4%FA%C2%EB.jpg
DS1820使用中注意事項
  DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點,但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題:   
  (1)較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償,由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送,因此,在對DS1820進行讀寫編程時,必須嚴格的保證讀寫時序,否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時,對DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。   
  (2)在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題,容易使人誤認為可以掛任意多個DS1820,在實際應用中并非如此。當單總線上所掛DS1820超過8個時,就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題,這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。   
  (3)連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗中,當采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時,讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時,正常通訊距離可達150m,當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時,正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此,在用DS1820進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。   
  (4)在DS1820測溫程序設計中,向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后,程序總要等待DS1820的返回信號,一旦某個DS1820接觸不好或斷線,當程序讀該DS1820時,將沒有返回信號,程序進入死循環(huán)。這一點在進行DS1820硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。
    測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線,其中一對線接地線與信號線,另一組接VCC和地線,屏蔽層在源端單點接地。   
點擊這里可以下載到DS18B20的原廠英文資料
20.jpg
     這是我們用網(wǎng)站提供的AT89C51實驗開發(fā)板做的溫度測量試驗,DS18B20的正電源就是紅線接+5伏,蘭線接地,棕色線接P2.2,(注意:四位撥碼開關(guān)的第3位不能處于ON的位置,否則實驗無法成功!)+5V和信號線之間有一個4.7K的上拉電阻,硬件就這么簡單,網(wǎng)友可以加15元向我郵購DS18B20測溫電纜,可以直接插在實驗板上,就能使用。
軟件如下:
;這是關(guān)于DS18B20的讀寫程序,數(shù)據(jù)腳P2.2,晶振12MHZ
  ;溫度傳感器18B20匯編程序,采用器件默認的12位轉(zhuǎn)化,最大轉(zhuǎn)化時間750微秒
  ;可以將檢測到的溫度直接顯示到AT89C51開發(fā)實驗板的兩個數(shù)碼管上
  ;顯示溫度00到99度,很準確哦~~無需校正!
ORG 0000H
;單片機內(nèi)存分配申明!
  TEMPER_L EQU 29H;用于保存讀出溫度的低8位
  TEMPER_H EQU 28H;用于保存讀出溫度的高8位
  FLAG1 EQU 38H;是否檢測到DS18B20標志位
  a_bit equ 20h ;數(shù)碼管個位數(shù)存放內(nèi)存位置
  b_bit equ 21h ;數(shù)碼管十位數(shù)存放內(nèi)存位置
MAIN:
LCALL GET_TEMPER;調(diào)用讀溫度子程序
;進行溫度顯示,這里我們考慮用網(wǎng)站提供的兩位數(shù)碼管來顯示溫度
  ;顯示范圍00到99度,顯示精度為1度
  ;因為12位轉(zhuǎn)化時每一位的精度為0.0625度,我們不要求顯示小數(shù)所以可以拋棄29H的低4位
  ;將28H中的低4位移入29H中的高4位,這樣獲得一個新字節(jié),這個字節(jié)就是實際測量獲得的溫度
  ;這個轉(zhuǎn)化溫度的方法可是我想出來的哦~~非常簡潔無需乘于0.0625系數(shù)
MOV A,29H
  MOV C,40H;將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 DISPLAY;調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序
CPL P1.0
  AJMP MAIN

  ; 這是DS18B20復位初始化子程序
  INIT_1820:
  SETB P2.2
  NOP
  CLR P2.2
  ;主機發(fā)出延時537微秒的復位低脈沖
  MOV R1,#3
  TSR1:MOV R0,#107
  DJNZ R0,$
  DJNZ R1,TSR1
  SETB P2.2;然后拉高數(shù)據(jù)線
  NOP
  NOP
  NOP
  MOV R0,#25H
  TSR2:
  JNB P2.2,TSR3;等待DS18B20回應
  DJNZ R0,TSR2
  LJMP TSR4 ; 延時
  TSR3:
  SETB FLAG1 ; 置標志位,表示DS1820存在
  CLR P1.7;檢查到DS18B20就點亮P1.7LED
  LJMP TSR5
  TSR4:
  CLR FLAG1 ; 清標志位,表示DS1820不存在
  CLR P1.1
  LJMP TSR7
TSR5:
  MOV R0,#117
  TSR6:
  DJNZ R0,TSR6 ; 時序要求延時一段時間
  TSR7:
  SETB P2.2
  RET

  ; 讀出轉(zhuǎn)換后的溫度值
  GET_TEMPER:
  SETB P2.2
  LCALL INIT_1820;先復位DS18B20
  JB FLAG1,TSS2
  CLR P1.2
  RET ; 判斷DS1820是否存在?若DS18B20不存在則返回
  TSS2:
  CLR P1.3;DS18B20已經(jīng)被檢測到!!!!!!!!!!!!!!!!!!
  MOV A,#0CCH ; 跳過ROM匹配
  LCALL WRITE_1820
  MOV A,#44H ; 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令
  LCALL WRITE_1820
;這里通過調(diào)用顯示子程序?qū)崿F(xiàn)延時一段時間,等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束,12位的話750微秒
  LCALL DISPLAY
LCALL INIT_1820;準備讀溫度前先復位
MOV A,#0CCH ; 跳過ROM匹配
  LCALL WRITE_1820
MOV A,#0BEH ; 發(fā)出讀溫度命令
  LCALL WRITE_1820
LCALL READ_18200; 將讀出的溫度數(shù)據(jù)保存到35H/36H
  CLR P1.4
RET
;寫DS18B20的子程序(有具體的時序要求)
  WRITE_1820:
  MOV R2,#8;一共8位數(shù)據(jù)
  CLR C
  WR1:
  CLR P2.2
  MOV R3,#6
  DJNZ R3,$
  RRC A
  MOV P2.2,C
  MOV R3,#23
  DJNZ R3,$
  SETB P2.2
  NOP
  DJNZ R2,WR1
  SETB P2.2
  RET
; 讀DS18B20的程序,從DS18B20中讀出兩個字節(jié)的溫度數(shù)據(jù)
  READ_18200:
  MOV R4,#2 ; 將溫度高位和低位從DS18B20中讀出
  MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)
  RE00:
  MOV R2,#8;數(shù)據(jù)一共有8位
  RE01:
  CLR C
  SETB P2.2
  NOP
  NOP
  CLR P2.2
  NOP
  NOP
  NOP
  SETB P2.2
MOV R3,#9
  RE10:
  DJNZ R3,RE10
MOV C,P2.2
MOV R3,#23
  RE20:
  DJNZ R3,RE20
RRC A
  DJNZ R2,RE01
  MOV @R1,A
  DEC R1
  DJNZ R4,RE00
  RET
;顯示子程序
  display: mov a,29H;將29H中的十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成10進制
  mov b,#10 ;10進制/10=10進制
  div ab
  mov b_bit,a ;十位在a
  mov a_bit,b ;個位在b
  mov dptr,#numtab ;指定查表啟始地址
  mov r0,#4
  dpl1: mov r1,#250 ;顯示1000次
  dplop: mov a,a_bit ;取個位數(shù)
  MOVC A,@A+DPTR ;查個位數(shù)的7段代碼
  mov p0,a ;送出個位的7段代碼
  clr p2.7 ;開個位顯示
  acall d1ms ;顯示1ms
  setb p2.7
  mov a,b_bit ;取十位數(shù)
  MOVC A,@A+DPTR ;查十位數(shù)的7段代碼
  mov p0,a ;送出十位的7段代碼
  clr p2.6 ;開十位顯示
  acall d1ms ;顯示1ms
  setb p2.6
  djnz r1,dplop ;100次沒完循環(huán)
  djnz r0,dpl1 ;4個100次沒完循環(huán)
  ret
;1MS延時(按12MHZ算)
  D1MS: MOV R7,#80
  DJNZ R7,$
  RET
;實驗板上的7段數(shù)碼管0~9數(shù)字的共陰顯示代碼
  numtab: DB 0CFH,03H,5DH,5BH,93H,0DAH,0DEH,43H,0DFH,0DBH
end
[size=+2]點擊這里可以下載單片機實驗開發(fā)板配套的程序: 51TEST.rar (101.17 KB, 下載次數(shù): 8)
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ID:5141 發(fā)表于 2008-9-10 10:27 | 顯示全部樓層

啊  有 更好的 東西么

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