基于msp430单片机和DS18B20使用数码管显示的温度测量毕业设计论文Word文件下载.docx

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