基于单片机温度控制系统设计输入通道设计.doc

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1、沈阳理工大学课程设计摘 要温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。本设计以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启备。本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常

2、用电路，使整个设计更加完整更加灵活。 关键词： 单片机 温度控制 输入通道设计 目 录1 引言11.1 温度控制系统设计的背景11.2 温度控制系统的目的11.3 温度控制系统完成的功能12 总体设计方案22.1控制部分22.2 显示部分22.3 温度采集部分23 DS18B20温度传感器简介73.1 温度传感器的历史及简介73.2 DS18B20的工作原理73.2.1 DS18B20工作时序73.2.2 ROM操作命令93.3 DS18B20的测温原理103.3.1 DS18B20的测温原理:103.3.2 DS18B20的测温流程114 单片机接口设计124.1 设计原则124.2 引脚连

3、接124.2.1 晶振电路124.2.2 串口引脚124.2.3 其它引脚135 系统整体设计145.1 系统硬件电路设计145.1.1 主板电路设计145.1.2 各部分电路145.2 系统软件设计165.2.1 系统软件设计整体思路165.2.2 系统程序流图175.3 调试226 结束语24附录25参考文献33II沈阳理工大学课程设计1 引言1.1 温度控制系统设计的背景 电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。自动控制系统在各个

4、领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向， 电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中

5、经常会遇到的问题。 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。1.2 温度控制系统的目的本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。1.3 温度控制系统

6、完成的功能本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当温度低于设定下限温度时，系统自动启动加热继电器加温，使温度上升，同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限温度时，系统自动启动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。三个数码管即时显示温度，精确到小数点一位。2 总体设计方案考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。在本系统的电路设计方框图如图2.1所示，它由三部分组成:控制部

7、分主芯片采用单片机AT89S51；显示部分采用3位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示；温度采集部分采用DS18B20温度传感器。加热继电器电风扇继电器单 片 机DS18B20LED显示指示灯 图2.1 温度计电路总体设计方案2.1控制部分单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用，系统应用三节电池供电。2.2 显示部分显示电路采用3位共阳LED数码管，从P0口送数，P2口扫描。2.3 温度采集部分DS18B20温度传感器是美国DALLAS公司生产的，DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨

8、耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0口，单片机接受温度并存储。此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单。 1、DS18B20的性能特点如下：1) 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；2) 测温范围 55125，固有测温分辨率0.5；3) 支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最

9、多只能并联8个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温；4) 工作电源: 35V/DC；5) 在使用中不需要任何外围元件；6) 测量结果以912位数字量方式串行传送；7) 温度以3位数字显示；8) 用户可定义报警设置，报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；9) 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 2、 DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR35封装，如图2.2所示；DS18B20的内部结构，如图2.4所示。图2.2 DS18B20封装3、 DS18B20内部结构主要由四部分组成1) 64位

10、光刻ROM。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因10。64位闪速ROM的结构如下.8b检验CRC48b序列号8b工厂代码（10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB表2.3 ROM结构图2.4 DS18B20内部结构2) 非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。3) 高速暂存存储，可以设置DS18B20温度转换的精度。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PRAM。高速暂存RAM的结构为8字

11、节的存储器，结构如表2.5所示。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。它的内部存储器结构和字节定义如图2.6所示。低5位一直为，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。Byte0温度测量值LSB（50H）Byte1温度测量值MSB（50H）E2PROMByte2TH高温寄存器-TH高温寄存器Byte3TL低温寄存器-TL 低温寄存器Byte4配位寄存器-配位寄存器Byte5预留（FFH）

12、Byte6预留（0CH）Byte7预留（IOH）Byte8循环冗余码校验（CRC）表2.5 DS18B20内部存储器结构TM R1R0 1 1 1 1 1图2.6 DS18B20字节 5DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率,如表2.7。由表可见，分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温

13、度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625LSB形式表示。当符号位S0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位S1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。 表2.8是一部分温度值对应的二进制温度数据。R1R0分辨率/位温度最大转向时间/ms00993.750110187.510113751112750表2.7 DS18B20温度转换时间表温度/二进制表示十六进制表示+1250000 0111 1101 000007D0H+8

14、50000 0101 0101 00000550H+25.06250000 0001 1001 00000191H+10.1250000 0000 1010 000100A2H+0.50000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H-0.51111 1111 1111 0000FFF8H-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH-25.06251111 1110 0110 1111FE6FH-551111 1100 1001 0000FC90H表2.8 一部分温度对应值表4) CRC的产生 在64 b ROM的最高有效字节中

15、存储有循环冗余校验码（CRC）。主机根据ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作按协议进行。操作协议为：初使化DS18B20（发复位脉冲）发ROM功能命令发存储器操作命令处理数据。 343 DS18B20温度传感器简介3.1 温度传感器的历史及简介温度的测量是从金属(物质)的热胀冷缩开始。水银温度计至今仍是各种温度测量的计量标准。可是它的缺点是只能近距离观测，而且水银有毒，玻璃管易碎。代替水银的有酒精温度计

16、和金属簧片温度计，它们虽然没有毒性，但测量精度很低，只能作为一个概略指示。不过在居民住宅中使用已可满足要求。在工业生产和实验研究中为了配合远传仪表指示，出现了许多不同的温度检测方法，常用的有电阻式、热电偶式、PN结型、辐射型、光纤式及石英谐振型等。它们都是基于温度变化引起其物理参数(如电阻值，热电势等)的变化的原理。随着大规模集成电路工艺的提高，出现了多种集成的数字化温度传感器。3.2 DS18B20的工作原理3.2.1 DS18B20工作时序根据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：1. 每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位；2. 复位成功后

17、发送一条ROM指令；3. 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1560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。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，具体工作方法如图2.1，2.2，2.3所示。(1) 初始化时序 图3.1 初始化时序总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，主机响应应答脉冲。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。主机输出低电平，保持低电平时间至少480us，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7K上拉电阻将总线拉高，延时1560

18、us，并进入接受模式，以产生低电平应答脉冲，若为低电平，再延时480us。(2) 写时序图3.2 写时序 写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us，且在2次独立的写时序之间至少需要1us的恢复时间，都是以总线拉低开始。写1时序，主机输出低电平，延时2us，然后释放总线，延时60us。写0时序，主机输出低电平，延时60us，然后释放总线，延时2us。(3) 读时序 图3.3 读时序总线器件仅在主机发出读时序是，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us，且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个

19、读时序都由主机发起，至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。主机输出低电平延时2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后读取总线当前电平，然后延时50us3.2.2 ROM操作命令当主机收到DSl8B20 的响应信号后，便可以发出ROM 操作命令之一，这些命令如表3.4 ROM操作命令。指令约定代码功 能读ROM33H读DS18B20 ROM中的编码符合ROM55H发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单线总线上与该编码相对应的DS18B20 使之作出响应，为下一步对该DS18B20的读写作准备搜索ROM0F0H用于确定挂接在同

20、一总线上DS18B20的个数和识别64位ROM地址，为操作各器件作好准备跳过ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度变换命令，适用于单片工作。告警搜索命令0ECH执行后，只有温度超过设定值上限或者下限的片子才做出响应温度变换44H启动DS18B20进行温度转换，转换时间最长为500MS，结果存入内部9字节RAM中读暂存器0BEH读内部RAM中9字节的内容写暂存器4EH发出向内部RAM的第3，4字节写上、下限温度数据命令，紧跟读命令之后，是传送两字节的数据复制暂存器48H将E2PRAM中第3，4字节内容复制到E2PRAM中重调E2PRAM0BBH将E2PRAM中内容恢复到R

21、AM中的第3，4字节读供电方式0B4H读DS18B20的供电模式，寄生供电时DS18B20发送“0”，外接电源供电DS18B20发送“1”表3.4 ROM操作命令3.3 DS18B20的测温原理3.3.1 DS18B20的测温原理:每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列号，在出厂前已写入片内ROM 中。主机在进入操作程序前必须用读ROM(33H)命令将该DSl8B20的序列号读出。程序可以先跳过ROM，启动所有DSl8B20进行温度变换，之后通过匹配ROM，再逐一地读回每个DSl8B20的温度数据。DS18B20的测温原理如图3.5所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影

22、响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶

23、振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图中的斜坡累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。 另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）发ROM功能命令发存储器操作命令处理数据。减法计数器斜坡累加器减到0减法计数器预 置低温度系数振 荡 器高温度系数振 荡 器计数比较器预 置温度

24、寄存器减到0图3.5 测温原理内部装置3.3.2 DS18B20的测温流程初始化DS18B20跳过ROM匹配温度变换延时1S跳过ROM匹配读暂存器转换成显示码数码管显示图3.6 DS18B20测温流程.4 单片机接口设计4.1 设计原则DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图3.1所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。本设计采用电源供电方式， P1.1口接单线总线为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供

25、足够的电流，可用一个MOSFET管和89S51的P1.0来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D变换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10 s。采用寄生电源供电方式是VDD和GND端均接地。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必须是三状态的。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤：l 初始化；l ROM操作指令；l 存储器操作指令。4.2 引脚连接4.2.1 晶振电路单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容，中间再并个12MHZ的晶振，形成单片机的晶振电路。4.2.2 串口引脚 P0口接9个2.2K的排阻然后接到显示电路上。P1.0温度

26、传感器DS18B20如图4.1所示。18B20单 片 机P1.0VCCGND 图4.1 DS18B20与单片机的接口电路P1.1和P1.2引脚接继电器电路的4.7K电阻上，P1口其他引脚悬空P2口中P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分别接到显示电路的4.7K电阻上，P2.5接蜂鸣器电路，其他引脚悬空P3口中P3.5、P3.6、P3.7接到按键电路4.2.3 其它引脚 ALE引脚悬空，复位引脚接到复位电路、VCC接电源、VSS接地、EA接电源5 系统整体设计5.1 系统硬件电路设计 5.1.1 主板电路设计单片机的P1.0接DS18B20的2号引脚，P0口送数P2口扫描，P1.1、P1.2控

27、制加热器和电风扇的继电器。如附录2。 5.1.2 各部分电路(1) 显示电路显示电路采用了7段共阴数码管扫描电路，节约了单片机的输出端口，便于程序的编写。图5.1 显示电路图(2) 单片机电路图5.2 单片机电路引脚图 (3) DS18B20温度传感器电路图5.3 温度传感器电路引脚图(4) 继电器电路图中P1.1引脚控制加热器继电器。给.P1.1低电平，三极管导通，电磁铁触头放下来开始工作. 图5.4 继电器电路图(5) 晶振控制电路图5.5 晶振控制电路图 (6) 复位电路图5.6复位电路图5.2 系统软件设计5.2.1 系统软件设计整体思路一个应用系统要完成各项功能，首先必须有较完善的硬

28、件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用与S51系列单片机相对应的51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。程序设计语言有三种：机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言是机器唯一能“懂”的语言，用汇编语言或高级语言编写的程序（称为源程序）最终都必须翻译成机器语言的程序（成为目标程序），计算机才能“看懂”，然后逐一执行。高级语言是面向问题和计算过程的语言，它可通过

29、于各种不同的计算机，用户编程时不必仔细了解所用的计算机的具体性能与指令系统，而且语句的功能强，常常一个语句已相当于很多条计算机指令，于是用高级语言编制程序的速度比较快，也便于学习和交流，但是本系统却选用了汇编语言。原因在于，本系统是编制程序工作量不大、规模较小的单片机微控制系统，使用汇编语言可以不用像高级语言那样占用较多的存储空间，适合于存储容量较小的系统。同时，本系统对位处理要求很高，需要解决大量的逻辑控制问题。MCS51指令系统的指令长度较短，它在存储空间和执行时间方面具有较高的效率，编成的程序占用内存单元少，执行也非常的快捷，与本系统的应用要求很适合。而且MCS51指令系统有丰富的位操作

30、（或称位处理）指令，可以形成一个相当完整的位操作指令子集，这是MCS51指令系统主要的优点之一。对于要求反应灵敏与控制及时的工控、检测等实时控制系统以及要求体积小、系统小的许多“电脑化”产品，可以充分体现出汇编语言简明、整齐、执行时间短和易于使用的特点。本装置的软件包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序、以及有关DS18B20的程序（初始化子程序、写程序和读程序）5.2.2 系统程序流图系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，复位应答子程序，写入子程序等。1）主程序主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。这样可以

31、在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图5.7所示。通过调用读温度子程序把存入内存储中的整数部分与小数部分分开存放在不同的两个单元中，然后通过调用显示子程序显示出来图5.7 主程序流程图2）读出温度子程序 读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。 DS18B20的各个命令对时序的要求特别严格，所以必须按照所要求的时序才能达到预期的目的，同时，要注意读进来的是高位在后低位在前，共有12位数，小数4位，整数7位，还有一位符号位。DS18B20复位、应答子程序跳过ROM匹配命令写入子程序温度转换命令写入子程序显示子程序(延时)DS1

32、8B20复位、应答子程序跳过ROM匹配命令写入子程序读温度命令子程序终 止 图5.8 读出温度子程序3）复位、应答子程序P1.0口清0开始延时537USP1.0口置1否50US是否有低电平是标志位置1P1.0口置1有234US低电平标志位置1终止图5.9复位、应答子程序(4）写入子程序开始进位C清0终止R2是否为0P1.0置 0延时46US带进位右移延时12USP1.0清0图5.10写入子程序5)系统总的流程图开 始初始化DS18B20显示当前温度判断当前温度值超过设定温度上限启动风扇降低温度红灯亮设定温度上、下限启动电热炉升高温度是否低于设定温度下限是绿灯亮否图5.11系统总的流程图5.3

33、调试主程序的功能是：启动DS18B20测量温度，将测量值与给定值进行比较，若测得温度小于设定值，则进入加热阶段，置P1.1为低电平，这期间继续对温度进行监测，直到温度在设定范围内，置P1.1为高电平断开可控硅，关闭加热器，等待下一次的启动命令。当测得温度大于设定值，则进入降温阶段，则置P1.2为低电平，这期间继续对温度进行监测，直到温度在设定范围内，置P1.2为高电平断开，关闭风扇，等待下一次的启动命令。第一次接电调试，设置温度上限为90摄氏度，温度下限为20摄氏度。加热后，温度有时超过90摄氏度却不报警，后经检查，发现是进位C没有清0，于是在如下写入程序中加入进位C清零，便排除了这个异常。W

34、R1:CLR P1.0MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P1.0,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P1.0NOPDJNZ R2,WR1RET; 读DS18B2再经实际接电调试，一切运行正常。加热到90摄氏度时，红灯亮起，自动断电，而低于20摄氏度时，绿灯亮起，开始加热。6 结束语本设计使用的温度控制器结构简单、测温准确，具有一定的实际应用价值。该智能温度控制器只是DS18B20在温度控制领域的一个简单实例，还有许多需要完善的地方，例如可以将测得的温度通过单片机与通讯模块相连接，以手机短消息的方式发送给用户，使用户能够随时对温度进行监控。此外，还能广泛地应用

35、于其他一些工业生产领域，如建筑，仓储等行业。本温度控制系统可以应用于多种场合，像的温度、育婴房的温度、水温的控制。用户可灵活选择本设计的用途，有很强的实用价值。 附录附录1电源线插接说明：所提供的电池盒，红线为正，黑线为负。板子所留出来的电源插口用VCC（表示电源正）和GND（表示电源负）标明。若没有标明，我们会刻有记号，刻有+号处为电源正。附录2主板电路图附录3程序代码ORG 0000HTEMPER_L EQU 29HTEMPER_H EQU 28HFLAG1 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

36、码管十位数存放内存位置XS EQU 30HMOV A,#00HMOV P2,AMAIN:LCALL GET_TEMPER;调用读温度子程序MOV A,29HMOV B,ACLR CRLC ACLR CRLC ACLR CRLC ACLR CRLC ASWAP AMOV 31H,AMOV A,BMOV C,40H;将28H中的最低位移入CRRC AMOV C,41HRRC AMOV C,42HRRC AMOV C,43HRRC AMOV 29H,ALCALL DISPLAY;调用数码管显示子程序AJMP MAIN; 这是DS18B20复位初始化子程序INIT_1820:SETB P1.0NOPC

37、LR P1.0;主机发出延时537微秒的复位低脉冲MOV R1,#3TSR1:MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB P1.0;然后拉高数据线NOPNOPNOPMOV R0,#25HTSR2:JNB P1.0,TSR3;等待DS18B20回应DJNZ R0,TSR2LJMP TSR4 ; 延时TSR3:SETB FLAG1 ; 置标志位,表示DS1820存在LJMP TSR5TSR4:CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在LJMP TSR7TSR5:MOV R0,#117TSR6:DJNZ R0,TSR6 ; 时序要求延时一段时间TSR7:S

38、ETB P1.0RET; 读出转换后的温度值GET_TEMPER:SETB P1.0LCALL INIT_1820;先复位DS18B20JB FLAG1,TSS2RET ; 判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回TSS2:MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#44H ; 发出温度转换命令LCALL WRITE_1820;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒LCALL DISPLAYLCALL INIT_1820;准备读温度前先复位MOV A,#0CCH ; 跳过ROM匹配LCALL WR

39、ITE_1820MOV A,#0BEH ; 发出读温度命令LCALL WRITE_1820LCALL READ_18200; 将读出的温度数据保存到35H/36H RET;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求)WRITE_1820:MOV R2,#8;一共8位数据CLR CWR1:CLR P1.0MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P1.0,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P1.0NOPDJNZ R2,WR1RET; 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DS1

40、8B20中读出MOV R1,#29H ; 低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)RE00:MOV R2,#8;数据一共有8位RE01:CLR CSETB P1.0NOPNOPCLR P1.0NOPNOPNOPSETB P1.0MOV R3,#9RE10: DJNZ R3,RE10MOV C,P1.0MOV R3,#23RE20: DJNZ R3,RE20RRC ADJNZ R2,RE01MOV R1,ADEC R1DJNZ R4,RE00RETDISPLAY:CLR CSUBB A, #30JNB CY, T1MOV A, BCLR CSUBB A,#25JNB

41、 CY, XIANSHICLR P1.1LJMP XIANSHIT1:CLR P1.2XIANSHI:MOV A,BMOV B,#10 ;10进制/10=10进制DIV ABMOV B_BIT,A ;十位在AMOV A_BIT,B ;个位在BMOV R0,#4 CLR C;多加的DPL1: MOV R1,#250 ;显示1000次DPLOP:MOV DPTR,#NUMTAB1MOV A,A_BIT ;取个位数MOVC A,A+DPTR ;查个位数的7段代码MOV P0,A ;送出个位的7段代码CLR P2.1 ;开个位显示ACALL D1MS ;显示1MSSETB P2.1MOV DPTR,#

42、NUMTABMOV A,B_BIT ;取十位数MOVC A,A+DPTR ;查十位数的7段代码MOV P0,A ;送出十位的7段代码CLR P2.2 ;开十位显示ACALL D1MS ;显示1MSSETB P2.2JC XSW;多加的MOV A,31HMOV B,#160DIV ABMOV XS,BXSW:MOV A,XS MOVC A,A+DPTRMOV P0,A CLR P2.0 ACALL D1MS SETB P2.0SETB C;多加的DJNZ R1,DPLOP ;250次没完循环DJNZ R0,DPL1 ;4个250次没完循环RET;1MS延时(按12MHZ算)D1MS: MOV R

43、7,#80 DJNZ R7,$RETNUMTAB:DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH，7FH，7FH,7FH,7FH,7FH,7FHNUMTAB1: DB 0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFHEND 参考文献1李朝青,单片机原理及接口技术(简明修订版)M. 北京:北京航空航天大学出版社，19982冯博琴主编微型计算机原理与接口技术M北京：清华大学出版社，20063薛定宇控制系统计算机辅助设计(第二版)M北京：清华大学出版社，20064金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用J.电子技术与应用，20005李 钢.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20原理及应用.现代电子技术J,20056. 求是科技8051系列单片机c程序设计完全手册M北京：