基于mcs-51單片機(jī)的ds18b20數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-06 22:34本頁(yè)面
【正文】 參考文獻(xiàn) [1] 李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ)［Ｍ］ .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1994 [2] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） . 北京：高等教育出版社， 1989 [3] 新穎電子模塊應(yīng)用手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. 。 圖 10 計(jì)算溫度流程圖 圖 11 顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖 開始 溫度零下 ? 溫度值取補(bǔ)碼置“ — ”標(biāo)志 計(jì)算小數(shù)位溫度 BCD 值 計(jì)算整數(shù)位溫度 BCD 值 結(jié)束 置“ +”標(biāo)志 N Y 溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器 十位數(shù) 0？ 百位數(shù) 0？ 十位數(shù)顯示符號(hào)百位數(shù)不顯示 百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號(hào)） 結(jié)束 N N Y Y 15 總結(jié)與體會(huì) 經(jīng)過實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，終于完成了我的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)，雖然沒有完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但從心底里說，還是比較高興的。其程序流程圖如圖 8 示 圖 9 溫度轉(zhuǎn)換流程圖 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令，當(dāng)采用 12 位分辨率時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為 750ms，在本程序設(shè)計(jì)中采用 1s 顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。 圖 5 單片機(jī)主板電路 13 圖6 溫度顯示電路 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。 報(bào)警電路的實(shí)現(xiàn) 圖 5 中蜂鳴器可以在被測(cè)溫度不在上下限范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警鳴叫聲音，同時(shí)LED 數(shù)碼管將沒有 被測(cè)溫度值顯示 . 報(bào)警上 ,下限調(diào)整電路實(shí)現(xiàn) 圖 5 中有三個(gè)獨(dú)立式按鍵可以分別調(diào)整溫度計(jì)的上下限報(bào)警設(shè)置 ,圖中蜂鳴器可以在被測(cè)溫度不在上下限范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警鳴叫聲音，同時(shí) LED 數(shù)碼管將沒有被測(cè)溫度值顯示，這時(shí)可以調(diào)整報(bào)警上下限，從而測(cè)出被測(cè)的溫度值。 2. 在移位時(shí)鐘的作用下串行口發(fā)送緩沖器的數(shù)據(jù)一位一位地移入 74LS164中。 顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優(yōu)點(diǎn)就是使用口資源比較少，該顯示電路只使 用單片機(jī)的 3 個(gè)端口 ， , 4 片串入并出移位寄存器 74LS164（ LED 驅(qū)動(dòng)）四只數(shù)碼管采用 74LS164 右移寄存器驅(qū)動(dòng)，顯示比較清晰。 C to 70176。 對(duì)于 DS18B20 寫 0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫 0 時(shí)序時(shí)， 單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“ 0”電平，當(dāng)要寫 1 時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。 DS18B20 在完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要 60us 才能完成。 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序 DS18B20 的讀時(shí)序 對(duì)于 DS18B20 的讀時(shí)序分為讀 0 時(shí)序和讀 1 時(shí)序兩 個(gè)過程。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí) 序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。采用寄生電源供電方式時(shí) VDD 端接地。另一種是寄生 電源供電方式，如圖4 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET 管來完成對(duì)總線的上拉。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 表 2 一部分溫度對(duì)應(yīng)值表 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。 減法計(jì)數(shù)器１對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置值減到０時(shí)，溫度寄存器的值將加 １，減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器１重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到０時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。溫度 LSB 溫度 MSB TH 用戶字節(jié) 1 TL 用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 8 器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。主機(jī) ROM 的前 56 位來計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。因此，可用多只 DS18B20 同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。 表 1 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間
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