1、温度传感器温度控制实训一、实训目的1、了解温度传感器电路的工作原理2、了解温度控制的根本原理3、掌握一线总线接口的使用二、实训说明这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。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3V5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。DS18B20测量温度范围为
2、55C+125C,在-10+85C范围内，精度为0.5C。DS18B20可以程序设定912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DALLAS 18B201 2 3DS18B20内部结构主要由四局部组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置存放器。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）。CHGnOM VIHW。TO-92 (DSI8B20)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
3、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位的循环冗余校验码（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0.0625C/LSB形式表达，其中S为符号位。1.SByte:Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2BitlBitO232221221222-32,MSByte:Bitl5BitUBitl3B
4、itl2BitllBitlOBit9Bit8SSSSS26252)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,+25.0625C的数字输出为0191H,-25.0625C的数字输出为FF6FH,-55C的数字输出为FC90H。温度数据输出（二进制）数据输出（十六进制）+1250000OlllHOl000007D0h+850000010
5、1010100000550h+25.062500000001100100010191h+10.125C000000001010001000A2h+0.500000000000010000008hO0C00000000000000000000h-0.5HllHllIlll1000FFF8h-10.125CHllHll0101HlOFF5Eh-25.0625HllHlO0110HllFE6Fh-55Illl110010010000FC90hDS18B20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
6、TL和结构存放器。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，第五个字节是结构存放器的易失性拷贝，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。该字节各位的意义如下：TMRlRO11111低五位一直都是1,TM是测试模式位，用于设置DS18B2O在工作模式还是在测试模式。在DS18B2O出厂时该位被设置为0,用户不要去改动。Rl和RO用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）分辨率设置表：RlRO分辨
7、率温度最大转换时间009位0110位1011位375ms1112位750ms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1660微秒左右，后发出60240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。2、本实验在读取温度的根底上，完成类似空调恒温控制的实验。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显示电路以十进制形式显示出来，
8、单片机发出指令信号，继电器吸合，红色LED点亮，加热电阻开始加热。三、实训内容及步骤2、安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到模块的单片机插座中，翻开模块电源，插上仿真器电源插头。3、用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。4、翻开KeiIUViSiOn2仿真软件，首先建立本实验的工程文件，接着添加“DS18B20.C”源程序，进行编译，直到编译无误。5、全速运行程序，程序正常运行后，数码LED数显为“XX”为十进制温度测量值。按下自锁开关“控制”LED随之灯点亮加热源开始加热，温度也随着变化，当加热到设定的控制温
9、度时如50度时，停止加热。5、也可以把源程序编译成可执行文件，把可执行文件用ISP烧录器烧录到89S52/89S51芯片中运行。（ISP烧录器的使用查看附录二）四、源程序TEMPER.LEQU20HTEMPEREQU21HFLAGlEQU22H；用于保存读出温度的低8位；用于保存读出温度的高8位;是否检测到DS18B20标志位DATA_INDATAO25HDATA_OUTDATA026HTIMERDATA030HBIT_COUNTDATA031HDBUFDATA032HORGOOOOH1.JMPSTARTORGOlOOHMAIN:LCALLGETEMPER;调用读温度子程序MOVA,29HMO
10、VC,40HRRCAMOVC,41HRRCAMOVC,42HRRCAMOVC,43HRRCA;将28H中的最低位移入CMOV29H,ALcalltobcdLCALLDISPLAYLCALLDELAYAJMPMAIN;调用数码管显示子程序INIT_1820:;这是DSl8B20复位初始化子程序NOPMOVRl,#3TSRkMOVR0,#107DJNZRO,$DJNZRl,TSRlSETBPLONOPNOPNOPMOVR0,#25HTSR2:JNBP1.0,TSR3DJNZR0,TSR2;主机发出延时537微秒的复位低脉冲;然后拉高数据线;等待DS18B20回应LJMPTSR4；延时TSR3:SE
11、TBFLAGl;置标志位,表示DS1820存在UMPTSR5TSR4:CLRFLAGl;清标志位,表示DS1820不存在LJMPTSR7TSR5:MOVR0,#117TSR6:DJNZR0,TSR6;时序要求延时一段时间RETGET_TEMPER:;读出转换后的温度值LCALLINIT_1820;先复位DS18B20JBFLAG1,TSS2RET;判断DS1820是否存在?假设DS18B20不存在那么返回TSS2:MOVA,#0CCH;跳过ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,#44H;发出温度转换命令LCALLWRITE_1820LCALLDELAYl;这里通过调用显示子程序实现
12、延时一段时间,等待AD转换结束2位的话750微秒1.CALLINIT_1820;准备读温度前先复位MOVA,#OCCH;跳过ROM匹配1.CALLWRITE_1820MOVA,#OBEH;发出读温度命令1.CALLWRITE_18201.CALLREAD_I82OO;将读出的温度数据保存到35H/36HRETWRITE_1820:;写DS18B20的子程序（有具体的时序要求）MOVR2,#8;一共8位数据CLRCMOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVPI.O,cMOVR3,#23DJNZR3,$NOPDJNZR2,WR1RETREAD.18200:;读DS18B20的程序,从DS18B
13、20中读出两个字节的温度数据MOVR4,#2;将温度高位和低位从DS18B20中读出MOVR1,#29H;低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)REOO:MOVR2,#8;数据一共有8位REOkCLRCNOPNOPNOPNOPNOPMOVRE10:DJNZMOVRE20:DJNZRRCDJNZMOVDECDJNZRETTOBCD:R3,#9R3,RE10R3,#23R3,RE20AR2,RE01R1,ARlR4,RE00MOVMOVDIVMOVA,29H;将29H中的十六进制数转换成10进制B,#10ABDBUF+1,AMOVA,BMOVMOVCJNEJNCSE
14、TBCLRRETDISPLAY:ANLDBUF,AA,DBUF+1A,#55+3WWP1.4P1.5P2,#00H;CS7279有效MOVDATA_OUT,#101001OOB;A4H,复位命令CALLSENDMOVDATA_OUT,#10000000BCALLSENDMOVDATA-OUT,DBUFCALLSENDMOVDATA_OUT,#10000001BCALLSENDMOVDATA_OUT,DBUF+1CALLSENDRETSEND:MOVBIT_COUNT,#8ANLP2,#00H；在第个数码管上显示;译码方式0,2位显示在第一个数码管上显示；发送字符子程序CALLLONG.DELA
15、YMOVDAT,CSETBCLKMOVA,DATA.OUTRLAMOVDATA_OUT,ACALLSHORTDELAYCLRCLKCALLSHORT_DELAYDJNZBIT_COUNT,SEND_LOOPCLRDATRET1.ONG_DELAY:MOVTIMER,#80;延时约200USDELAY_LOOP:DJNZTIMER,DELAY.LOOPRETSHORT_DELAY:MOVTIMER,#6;延时约20USSHORT,LP:DJNZTIMER,SHORT_LPRETDELAY:LCALLDELAYlLCALLDELAYlLCALLDELAYlLCALLDELAYlLCALLDELAYlRETDELAYkMOVRl,#0DLOOP:DJNZR1,DLOOPDJNZRO,DELAYlRETEND五实训结果六实训体会
