温度传感器 ds18b20Word文件下载.docx

1、1 设计目的：（1）了解温度检测和控制技术的基本知识以及单片机、传感器等相关技术。（2）熟练使用相关的EDA软件进行硬件电路的设计与仿真 （3）具体掌握DS18B20温度传感器的使用方法。2.基本要求（1）孵化室对温度有一定要求，温度是否合适直接影响孵化效果，为此需要对温度进行严格控制，主要指标如下：孵化室温控制在36.50.5，温度低时启动电热器加热，用红灯报警；温度高时，启动空调冷却，用绿灯报警。（2）要求设计相关的硬件电路，选择合适的传感器、控制系统和显示系统。3 详细设计：3.1 系统设计原理框图：图1 DS18B20温度测温系统框图通过单片机控制温度传感器，读出DS18B20的温度，

2、并用数码管显示，当温度超过37时，启动空调冷却，用绿灯报警，当温度低于36时，启动电热器加热，用红灯报警。所以根据设计要求确定了系统的总体方案，整个系统由控制模块、湿度检测模块、显示模块、报警器等构成。3.2 硬件电路设计图图2 硬件电路设计图3.3程序设计系统程序主要包括主程序、读取温度子程序、数据转换子程序、显示数据子程序等。3.3.1主程序设计流程图图3 主程序流程图3.3.2初始化程序流程图图4 初始化流程图3.3.3 读取温度子程序读取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。主要包括以下三个命令：（1）写暂存器命令 【4E

3、H】这个命令为由TH寄存器开始向DS18B20暂存器写入数据，4EH命令后的3字节数据将被保存到暂存器的地址2、3、4（TH、TL、CONFIG）三个字节。所有数据必须在复位脉冲前写完。即如果只想写一个字节的数据到地址2，可按如下流程：初始化;写0CCH，跳过ROM检测;写4EH;写1字节数据; 复位,即向DQ输出480960us低电平（2）读暂存命令【BEH】这个命令由字节0读取9个暂存器内容，如果不需要读取所有暂存内容，可随时输出复位脉冲终止读取过程（3）转换温度命令【44H】这个命令启动温度转换过程。转换温度时DS18B20保持空闲状态，此时如果单片机发出读命令， DS18B20将输出0

4、直到转换完成，转换完成后将输出1。图5 读取温度子程序3.3.4写流程图写时隙：写时隙由DQ引脚的下降沿引起。18B20有写1和写0两种写时隙。所有写时隙必须持续至少60s，两个时隙之间至少有1s的恢复时间。DS18B20在DQ下降沿后15s60s间采样DQ引脚，若此时DQ为高电平，则写入一位1，若此时DQ为低电平，则写入一位0，如图9所示。所以，若想写入1，则单片机应先将DQ置低电平，15us后再将DQ置高电平，持续45s；若要写入0，则将DQ置低电平，持续60s。图6 写流程图3.3.5读流程图读时隙：读时隙由DQ下降沿引起，持续至少1s的低电平后释放总线（DQ置1）DS18B20的输出数

5、据将在下降沿15s后输出，此时单片机可读取1位数据。读时隙结束时要将DQ置1。所有读时隙必须持续至少60s，两个时隙之间至少有1s的恢复时间。 图7读流程图3.3.6程序#include intrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ = P13; /数据口define interfaceuint temp; /温度值 variable of temperature/不带小数点unsigned char code table = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, 0x

6、07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/带小数点unsigned char code table1 = 0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef;/*精确延时函数*/void delay（unsigned char i） while（-i）; /*此延时函数针对的是12Mhz的晶振delay（0）:延时518us 误差:518-2*256=6delay（1）:延时7us （原帖写5us是错的）delay（10）:延时25us 误差:25-20=5delay（20）:延时45us 误差:45

7、-40=5delay（100）:延时205us 误差:205-200=5delay（200）:延时405us 误差:405-400=5*/*DS18B20*/void Init_Ds18b20（void） /DS18B20初始化send reset and initialization commandDQ = 1; /DQ复位,不要也可行。delay（1）; /稍做延时DQ = 0; /单片机拉低总线delay（250）; /精确延时，维持至少480us /释放总线，即拉高了总线delay（100）; /此处延时有足够,确保能让DS18B20发出存在脉冲。uchar Read_One_Byte

8、（） /读取一个字节的数据read a byte date /读数据时,数据以字节的最低有效位先从总线移出uchar i = 0;uchar dat = 0;for（i=8;i0;i-） DQ = 0; /将总线拉低，要在1us之后释放总线 /单片机要在此下降沿后的15us内读数据才会有效。 _nop_（）; /至少维持了1us,表示读时序开始 dat = 1; /让从总线上读到的位数据，依次从高位移动到低位。 DQ = 1; /释放总线，此后DS18B20会控制总线,把数据传输到总线上 delay（1）; /延时7us,此处参照推荐的读时序图，尽量把控制器采样时间放到读时序后的15us内的最

9、后部分 if（DQ） /控制器进行采样 dat |= 0x80; /若总线为1,即DQ为1,那就把dat的最高位置1;若为0,则不进行处理,保持为0 delay（10）; /此延时不能少，确保读时序的长度60us。return （dat）;void Write_One_Byte（uchar dat） /拉低总线 /至少维持了1us,表示写时序（包括写0时序或写1时序）开始 DQ = dat&0x01; /从字节的最低位开始传输 /指令dat的最低位赋予给总线,必须在拉低总线后的15us内, /因为15us后DS18B20会对总线采样。 /必须让写时序持续至少60us /写完后,必须释放总线,u

10、int Get_Tmp（） /获取温度get the temperaturefloat tt;uchar a,b;Init_Ds18b20（）; /初始化Write_One_Byte（0xcc）; /忽略ROM指令Write_One_Byte（0x44）; /温度转换指令Write_One_Byte（0xbe）; /读暂存器指令a = Read_One_Byte（）; /读取到的第一个字节为温度LSBb = Read_One_Byte（）; /读取到的第一个字节为温度MSBtemp = b; /先把高八位有效数据赋于temptemp = 8; /把以上8位数据从temp低八位移到高八位temp

11、 = temp|a; /两字节合成一个整型变量tt = temp*0.0625; /得到真实十进制温度值 /因为DS18B20可以精确到0.0625度 /所以读回数据的最低位代表的是0.0625度temp = tt*10+0.5; /放大十倍 /这样做的目的将小数点后第一位也转换为可显示数字 /同时进行一个四舍五入操作。return temp;/*数码码动态显示函数*/void Display（uint temp） /显示程序uchar A1,A2,A3;A1 = temp/100; /十位A2 = temp%100/10; /个位A3 = temp%10; /小数位P0 = tableA1;

12、 /显示十位P2=0;delay（0）;P0 = table1A2; /显示个位,使用的是有小数点的数组（因为temp值扩大了10倍,虽然是十位,实际为个位）P2=1;P0 = tableA3; /显示小数P2=2;void main（）while（1） Display（Get_Tmp（）;3.4结果验证与仿真仿真如图：图8仿真图4 总结从这次的设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，这就是我在这次课程设计中的最大收获。随着电子技术的不断发展，按着此思路设计的温度传感器的性能也一定会越来越好。5参考文献1传感器原理及接口技术梅丽凤，王艳秋，清华大学出版社，2006年。2传感器与检测技术徐科军，电子工业出版社，2011年。