基于单片机的DS18B20数字温度传感器设计.doc

摘 要 利用DS18B20温度传感器与89C51相连测量室内温度并且在六位LED显示器的中间两位显示出来。LED显示器的前两个显示上限温度，中间两个显示当前温度测量值。最后两位显示下限温度。利用按键设置温度的上限与下限，并在LED显示器上动态显示。系统共有四个按键，前两个按键实现温度上限的调整，后两个实现温度下限的调整。当温度低于下限（15℃）值时二极管发光，当室温高于上限（40℃）时蜂鸣器报警，发出有规律的声音。通过按键调节温度上下限，使当前外界温度的范围包含在温度传感器的上下限内，从而使得蜂鸣器关闭和二极管光灭。 关键词：DS18B20数字温度传感器 89C51 LED共阴极显示器 程序汇编 调试 目 录 一、DS18B20…………………………………………6 二、89C51……………………………………………17 三、8155………………………………………………19 四、实验设备及原理…………………………………23 五、设计思路及程序流程图…………………………28 六、上机调试过程……………………………………37 七、心得体会…………………………………………38 八、附件ⅠⅡⅢ………………………………………40 参考文献………………………………………………47 正 文 一、DS18B20温度传感器 DS1820 单线数字温度计特性 ? 独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯 ? 简单的多点分布应用 ? 无需外部器件 ? 可通过数据线供电 ? 零待机功耗 ? 测温范围-55~+125，以 0.5递增 ? 温度以 9 位数字量读出 ? 温度数字量转换时间 200ms（典型值） ? 用户可定义的非易失性温度报警设置 ? 报警有哪些信誉好的足球投注网站命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件 ? 应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统 引脚说明 16脚SSOP PR35 符号 说明 1 GND 接地 2 DQ 数据输入/输出脚。对于单线操作：漏极开路（见“寄生电源”节） 3 VDD 可选的 VDD 引脚。具体接法见“寄生电源”节 DS180（16 脚 SSOP）：所有上表中未提及的引脚都无连接。 概览图1的方框图示出了DS1820的主要部件。DS1820 有三个主要数字部件：1）64 位激光 ROM，2）温度传感器，3）非易失性温度报警触发器TH和TL。器件用如下方式从单线通讯线上汲取能量：在信号线处于高电平期间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。DS1820 也可用外部 5V 电源供电。 DS18B20 依靠一个单线端口通讯。在单线端口条件下，必须先建立 ROM 操作协议，才能进行存储器和控制操作。因此，控制器必须首先提供下面 5 个 ROM 操作命令之一：1）读 ROM，2）匹配 ROM，3）有哪些信誉好的足球投注网站 ROM，4）跳过 ROM，5）报警有哪些信誉好的足球投注网站。这些命令对每个器件的激光 ROM 部分进行操作，在单线总线上挂有多个器件时，可以区分出单个器件，同时可以向总线控制器指明有多少器件或是什么型号的器件。成功执行完一条 ROM 操作序列后，即可进行存储器和控制操作，控制器可以提供6条存储器和控制操作指令中的任一条。一条控制操作命令指示 DS1820 完成一次温度测量。测量结果放在 DS1820 的暂存器里，用一条读暂存器内容的存储器操作命令可以把暂存器中数据读出。温度报警触发器 TH 和 TL 各由一个 EEPROM 字节构成。如果没有对 DS1820 使用报警有哪些信誉好的足球投注网站命令，这些寄存器可以做为一般用途的用户存储器使用。可以用一条存储器操作命令对 TH 和 TL 进行写入，对这些寄存器的读出需要通过暂存器。所有数据都是以最低有效位在前的方式进行读写。 寄生电源 寄生电源的方框图见图 1。这个电路会在 I/O 或 VDD 引脚处于高电平时“偷”能量。当有特定的时间和电压需求时（见节标题“单线总线系统”），I/O 要提供足够的能量。寄生电源有两个好处：1）进行远距离测温时，无需本地电源，2）可以在没有常规电源的条件下读 ROM。要想使 DS1820 能够进行精确的温度转换，I/O 线必须在转换期间保证供电。由于 DS1820 的工作电流达到 1mA，所以仅靠 5K 上拉电阻提供电源是不行的，当几只 DS1820 挂在同一根 I/O线上并同时想进行温度转换时，这个问题变得更加尖锐。 有两种方法能够使 DS1820 在动态转换周期中获得足够的电流供应。第一种方法，当进行温度转换或拷贝到存储器操作时，给 I/O 线提供一个强上拉。用 MOSFET 把 I/O 线直接拉到电源上就可以实现，见图 2。在发出任何涉及