基于51單片機(jī)控制的DS18B20數(shù)字溫度系統(tǒng)

ID:527981 · 發(fā)表于 2020-12-31 22:07

本文主要介紹了一個(gè)基于 AT89C51單片機(jī)的測(cè)溫系統(tǒng)，詳細(xì)描述了利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 開(kāi)發(fā)測(cè)溫系統(tǒng)的過(guò)程。對(duì)采集的信息都希望用最直接的方式顯示出來(lái)，但是傳感器所采集的信息是模擬的信號(hào)，并且信號(hào)是非常微小的，需要用放大器進(jìn)行放大。模擬信號(hào)不能直接用數(shù)字儀器直接顯示，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換之后就可以將模擬量轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，在通過(guò)數(shù)碼管進(jìn)行顯示。有些可以直接與單片機(jī)鏈接。數(shù)碼管有共陽(yáng)極與共陰極兩類(lèi)，本次設(shè)計(jì)采用的是共陰極的七段數(shù)碼管。

設(shè)計(jì)要求：利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 與單片機(jī)結(jié)合來(lái)測(cè)量溫度。利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 測(cè)量溫度信號(hào)，計(jì)算后在 LED 數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的溫度值。其溫度測(cè)量范圍為−55℃～125℃，精確到 0.5℃；實(shí) 現(xiàn)超限報(bào)警

DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1-Wire ，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單、體積小的特點(diǎn)。因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，線路簡(jiǎn)單，在一根通信線上，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 DS18B20 是美國(guó)DALLAS 公司新推出的一種可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器，與 DS1820 相似，DS18B20 也能夠直接讀取被測(cè)物體的溫度值。但是與 DS1820 相比， DS18B20 的功能更強(qiáng)大些。它體積小，電壓適用范圍寬（ 3--5V ），用戶還可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn) 9--12 位的溫度讀數(shù)，即具有可調(diào)的溫度分辨率，因此它的實(shí)用性和可靠性比同類(lèi)產(chǎn)品更高。

總原理圖

程序部分c

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
sbit DQ=P1^7; //定義DS18B20的接受端口
sbit p0_7=P0^7;
sbit p3_0=P3^0; //以下五個(gè)端口為按鈕
sbit p3_1=P3^1;
sbit p3_2=P3^2;
sbit p3_3=P3^3;
sbit p3_4=P3^4;
sbit p1_0=P1^0;
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
void yanshi(int ); //普通延時(shí)函數(shù)
void jinyan(int ); // 精確延時(shí)
void yan_us (uchar); // us級(jí)延時(shí)
bit chushi(void); // DS18B20通信初始化
void xie(uchar ); // 向DS18B20寫(xiě)數(shù)據(jù)
uint du(void); // 讀取DS18B20的數(shù)據(jù)
float chuli(uint); // 處理DS18B20返回的數(shù)據(jù)
void xianshi(float); // 數(shù)碼管顯示函數(shù)
uchar biao[12]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x39,0x71};// 數(shù)碼管0-9 的顯示數(shù)據(jù)
bit huan=1;
void main(void){
uint ab=0;
float ac=0;
char shang=50;
char xia =10;
int bian=0;
DQ=1;
p3_0=1;
p3_1=1;
p3_2=1;
p3_3=1;
p3_4=1;
TMOD=0x01;
EA=0;
ET0=0;
while(1){
if((ab==1)&&chushi()){ // 向DS18B20發(fā)送轉(zhuǎn)換溫度指令
yan_us(100);
xie(0xcc);
xie(0x44);
}
if((DQ==1)&&(ab==500)&&chushi()){ //接受DS18B20的數(shù)據(jù)
yan_us(100);
xie(0xcc);
xie(0xbe);
ac=chuli(du());
ab=0;
}
ab++;
xianshi(ac); // 顯示DS18B20的溫度數(shù)據(jù)
if(p3_4==0){ // 切換溫度顯示方式C F
huan=~huan;
while(!p3_4);
}
if(p3_0==0){ //調(diào)整上限增加
bian=0;
while(!p3_0){
if(bian==200){
shang++;
bian=0;
}
bian++;
xianshi(shang);
}
}
if(p3_1==0){ // 調(diào)整上限減少
bian=0;
while(!p3_1){
if(bian==200){
shang--;
bian=0;
}
bian++;
xianshi(shang);
}
}
if(p3_2==0){ // 調(diào)整下限增加
bian=0;
while(!p3_2){
if(bian==200){
xia++;
bian=0;
}
bian++;
xianshi(xia);
}
}
if(p3_3==0){ // 調(diào)整下限減少
bian=0;
while(!p3_3){
if(bian==200){
xia--;
bian=0;
}
bian++;
xianshi(xia);
}
}
if(ac<xia||ac>shang) // 判斷溫度示數(shù)是否超上下限
p1_0=1;
else
p1_0=0;
}
}
void yanshi(int a){
int b;
while(a--){
for(b=0;b<110;b++);
}
}
void jinyan(int a){
TH0=(65536-a)/256;
TL0=(65536-a)%256;
TR0=1;
while(!TF0);
TF0=0;
TR0=0;
}
void yan_us(uchar a){
while(a--);
}
bit chushi(void){
uchar a=0;
DQ=0;
yan_us(100);
DQ=1;
while(DQ){
if(a==200)
return 0;
a++;
}
a=0;
while(!DQ){
if(DQ==250)
return 0;
a++;
}
return 1;
}
void xie(uchar a){
char b;
bit c;
for(b=0;b<8;b++){
c=a&0x01;
if(c){
DQ=0;
_nop_();
_nop_();
DQ=1;
yan_us(13);
}
else {
DQ=0;
yan_us(13);
DQ=1;
}
a=a>>1;
}
}
uint du(void){
uint a=0,b=0;
bit c=0;
char d;
for(d=0;d<16;d++){
DQ=0;
_nop_();
_nop_();
DQ=1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
c=DQ;
b=c;
b=b<<d;
a=a|b;
b=0;
yan_us(9);
}
DQ=0;
yanshi(2);
DQ=1;
return a;
}
float chuli(uint a){
float b;
if(a>=32768){
a=~a;
a++;
b=(float)a;
b=b/(-16);
}
else {
b=(float)a;
b=b/16;
}
return b;
}
void xianshi(float a){
uint b,c;
if(!huan)
a=32+a*1.8;
if(a<0){
a=a*(-1);
b=(uint)a;
a=(a-b)*10;
c=(uint)a;
P2=0x00;
P0=0x40;
P0=0x00;
}
else{
b=(uint)a;
a=(a-b)*10;
c=(uint)a;
}
P2=0x01;
P0=biao[b/100];
P0=0x00;
P2=0x02;
P0=biao[(b/10)%10];
P0=0x00;
P2=0x03;
P0=biao[b%10];
p0_7=1;
P0=0x00;
P2=0x04;
P0=biao[c];
P0=0x00;
P2=0x05;
if(huan)
P0=biao[10];
else
P0=biao[11];
P0=0x00;
}