1、2 温度信息采集单元:DS18B202.1 DS18B20 单线数字温度传感器,即“一线器件”,其具有独特的优点: 采用单总线的接口方式 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。 单总线具有经济性好,抗干扰能力强,适合于恶劣环境的现场温度测量,使用方便等优点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。 测量温度范围宽,测量精度高 DS18B20 的测量范围为 -55 + 125 ; 在 -10+ 85C 范围内,精度为 0.5C 。 在使用中不需要任何外围元件且有负压特性 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。持多点组
2、网功能 多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上,实现多点测温。供电方式灵活 DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此,当数据线上的时序满足一定的要求时,可以不接外部电源,从而 使系统结构更趋简单,可靠性更高。 测量参数可配置 DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定 912 位。 DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式,更宽的电压适用范围,适合于构建自己的经济的测温系统,因此也就被设计者们所青睐。2.2 DS18B20管脚排列1. GND为电源 地;2. DQ为数字信号输入输出端;3. VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时
3、接地)。 图 2 芯片BS18B20管脚图3.显示单元:数码管及其驱动 3.1 数码管 本次设计因为是要显示温度-55 + 125 ,则选择了四位十二段共阴极的数码管显示,其引脚图如下: 图 3 四位阴极数码管引脚图3.2 驱动芯片:74HC573 74HC573的八个锁存器都是透明的D型锁存器,当使能(G)为高时,Q输出将随数据(D)输入而变。当使能为低时,输出将锁存在已建立的数据电平上。输出控制不是影响锁存器的内部工作,即老数据可以保持,甚至当输出被关闭时,新的数据也可以置入。这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载,可与直接与系统总线接口并驱动总线,而不需要外接口。三. 系统软件程序1、系统的
4、程序流图系统的程序主要包括主程序、读出温度子程序、写出温度子程序、温度转换命令字程序、计算温度子程序和数码管显示数据子程序。程序的功能是实时显示温度、读出并处理DS18B20的测量温度值,温度测量没1s进行一次,其程序流程如图: 2.处理DS18B20的子程序 DS18B20的一线工作协议流程是:初始化ROM操作指令存储器操作指令数据传输。其工作时序包括: 初始化时序 写时序 读时序2、1 初始化时序主机首先发出一个480960微秒的低电平脉冲,然后释放总线变为高电平,并在随后的480微秒时间内对总线进行检测,如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无
5、器件应答。做为从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480960微秒的低电平出现,如果有,在总线转为高电平后等待1560微秒后将总线电平拉低60240微秒做出响应存在脉冲,告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。 图4 初始化时序时间图程序C代码如下:/初始化DS18B20void DS18B20Init(void)DQ_OUT;/设置为输出方向DQ_LOW;/拉低总线Delayus(50);DQ_HIGH;/释放总线Delayus(6);DQ_IN;/设置为输入方向while(DQ_DATA);/等待应答信号while(DQ_DATA);/等待释放总线2、2
6、 写时序 接下来就是主机发出各种操作命令,但各种操作命令都是向DS18B20写0和写1组成的命令字节,接收数据时也是从DS18B20读取0或1的过程。因此首先要搞清主机是如何进行写0、写1、读0和读1的。写周期最少为60微秒,最长不超过120微秒。写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0,则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束,然后释放总线为高电平。若主机想写1,在一开始拉低总线电平1微秒后就释放总线为高电平,一直到写周期结束。而做为从机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样,在采样期内总线为高电平则为1,若采样
7、期内总线为低电平则为0。 图 5 写时序图/写一个字节void WriteByte(uchar WriteData)uchar i;uchar tmpData;for(i=0;i=1;if(tmpData)elseDelayus(5);2、3 读时序 对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是从主机把单总线拉低之后,在1微秒之后就得释放单总线为高电平,以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后,便开始送出数据,若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线,然后在包括前面的
8、拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测,采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程,至少需要60us才能完成。 图 6 读时序图 程序C代码如下: /读一个字节uchar ReadByte(void)uchar ReadData=0;ReadDataDelayus(1);if(DQ_DATA) ReadData|=0x80;return ReadData; 3、温度计算子程序 DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量,用16位二进制形式提供,形式表达,其中S为符号位。 图7 DS18B20的16位二进制形式例 如125的数字输出
9、为07D0H (正温度 直接吧16进制数转成10进制即得到温度值 )-55的数字输出为 FC90H。 (负温度 把得到的16进制数 取反后 加1 再转成10进制数)/温度计算程序void GetT()if(MSB&0xF0)0) /判断是否为负温度flag=1;elseflag=0;if(flag) /如果为负温度取反加1MSB=MSB;LSB=LSB+1;t1=MSB4);/计算各位数码管要显示的数值if(flag)Bit1=16; /如果为负温度则显示-Bit1=t1/100;Bit2=t1%100/10;Bit3=t1%10; 图 8 温度转换的例图4、处理数码管显示的子程序 本设计使用
10、的是四位十二段共阴极数码管,其中有四个位选引脚,控制数码管的各个位,八个段选引脚,控制每一个数码管的八个段位a、b、c、d、e、f、g、dp,详细如上图3的引脚图,共阴极数码管各引脚对高电平有效,实现其对温度的显示的C程序如下:/数码管扫描显示程序void Display(void)for(uchar i=0;P3OUT=BitCode; /输出位码if(i=3) /输出段码,如果第三位显示小数点P2OUT=CodeBiti&0x7F;P2OUT=CodeBiti;BitCode0;i-);while(IFG1&OFIFG);/判断XT2 是否起振BCSCTL2=SELM1+SELS;/MCL
11、K SMCLK 时钟源为TX2CLK 不分频/端口初始化函数void InitPort(void)P2SEL=0x00;/P2 口所有引脚设置为一般的IO 口P3SEL=0x00;/P3 口所有引脚设置为一般的IO 口P2DIR=0xFF;/P2 口所有引脚设置为输出方向P3DIR=0xFF;/P3 口所有引脚设置为输出方向P2OUT=0x00;/P2 口先输出低电平P3OUT=0x80;/P3 口先输出低电平/P5SEL&=BIT7;/P5. 设7置为一般的IO 口/P5DIR|=BIT7;/P5.7 设置为输出方向/P5OUT&/P5.7 输出低电平来使能74HC573 来驱动数码管/ms 级延时子程序void DelayMs(uint ms)while(ms-)for(uint i=0;700;i+);/10us 级延时子程序void Delayus(uint us)while(us-)_NOP();/读一个字节/写一个字
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1