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1、精品学习资源封面欢迎下载精品学习资源作者： PanHongliang仅供个人学习DS18B20数字温度计的设计与实现一、试验目的明白 DS18B20 数字式温度传感器的工作原理；欢迎下载精品学习资源利用 DS18B20 数字式温度传感器和微机试验平台实现数字温度计；二、试验内容与要求接受数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测；用数码管直接显示温度值， 微机系统作为数字温度计的把握系统；基本要求：1 检测的温度范畴：0 100，检测辨论率 0.5 ；(2) 用 4 位数码管来显示温度值；(3) 超过戒备值（自己定义）要报警提示；提高要求(1) 扩展温度范畴；(2) 增加检测点的个数，实现多
2、点温度检测；三、设计报告要求设计目的和内容总体设计硬件设计：原理图（接线图）及简要说明软件设计框图及程序清单设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、数字温度传感器 DS18B20由 DALLAS半导体公司生产的DS18B20型单线智能温度传感器, 属于新一代适配微处理器的智能温度传感器 , 可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及把握仪器、测控系统和大型设备中；它具有体积小，接口便利，传输距离远等特点；1. DS18B20性能特点DS18B20的性能特点：接受单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9 位二进制
3、数，含符号位），测温范畴为 -55 -+125 ，测量辨论率为0.0625 , 内含 64 位经过激光修正的只读储备器 ROM，适配各种单片机或系统机，用户可分别设定各路温度的上、下限，内含寄生电源；2. DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64 位光刻 ROM温, 度传感器 , 非挥发的温度报警触发器 TH和 TL, 高速暂存器； 64 位光刻 ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列号； 64 位 ROM结构图如图 2 所示；不同的器件地址序列号不同；DS18B20的管脚排列如图 1 所示；欢迎下载精品学习资源图 1DS18B20引脚分布图
4、0温度低字节以 16 位补码形式存放4配置寄存器1温度高字节5、6、7保留2TH/用户字节1存放温度上限8CRC3HL/ 用户字节2存放温度下限SSSSS262524232221202-12-22-32-4图 2 64位 R8 O位M检结验构图CRC48 位序列号8 位工厂代码（ 10H ）MSBDS18B20高速暂存器共9 个储备单元，如表所示：LSB序号寄存器名称作 用序号寄存器名称作 用以 12 位转化为例说明温度高低字节存放形式及运算：12 位转化后得到的 12 位数据，储备在 18B20 的两个高低两个8 位的 RAM中，二进制中的前面5 位是符号位；假如测得的温度大于 0，这 5
5、位为 0，只要将测到的数值乘于0.0625 即可得到实际温度；假如温度小于 0，这 5 位为 1，测到的数值需要取反加1 再乘于 0.0625 才能得到实际温度；高 8 位低 8 位3.DS18B20把握方法DS18B20 有六条把握命令，如表所示：指温度转换读暂存器写暂存器复制暂存器令商定代码操作启动 DS18B20 进行温度转换读暂存器 9 个字节内容说明44H BEH 4EH48H B8HB4H将数据写入暂存器的TH、TL 字节把暂存器的 TH、TL 字节写到E2RAM 中重新调 E 2RAM读电源供电方式把 E2RAM 中的 TH 、TL 字节写到暂存器TH 、TL 字节启动 DS18
6、B20 发送电源供电方式的信号给主CPU4. DS18B20的通信协议DS18B20器件要求接受严格的通信协议，以保证数据的完整性；该协议定义了几种信号类型：复位脉冲，应答脉冲时隙；写0 ，写 1 时隙；读 0 ，读 1 时隙；与 DS18B20的通信，是通过操作时隙完成单总线上的数据传输；发送全部的命令和数据时，都是字节的低位在前，高位在后；a) 复位和应答脉冲时隙每个通信周期起始于微把握器发出的复位脉冲，其后紧跟DS18B20发出的应答脉冲，在欢迎下载精品学习资源写 时 隙 期 间 ，主 机 向 DS18B20 器 件写 入数 据， 而在 读 时 隙期 间 ， 主机 读 入 来 自DS18
7、B20 的数据；在每一个时隙，总线只能传输一位数据；时序图见图 3 ；b) 写时隙当主机将单总线DQ从规律高拉到规律低时，即启动一个写时隙，全部的写时隙必需在60120us完成，且在每个循环之间至少需要1us的复原时间；写0 和写 1 时隙如以下图；在写 0 时隙期间，微把握器在整个时隙中将总线拉低；而写1 时隙期间，微把握器将总线拉低，然后在时隙起始后15us之释放总线；时序图见图4 ；c) 读时隙DS18B20器件仅在主机发出读时隙时，才向主机传输数据；所以在主机发出读数据命 令后，必需马上产生读时隙，以便DS18B20能够传输数据；全部的读时隙至少需要60us ，且在两次独立的读时隙之间
8、，至少需要 1us 的复原时间；每个读时隙都由主机发起，至少拉低总线 1us ；在主机发起读时隙之后， DS18B20 器件才开头在总线上发送 0 或 1 ，如 DS18B20 发送 1 ，就保持总线为高电平；如发送为 0 ，就拉低总线当发送 0 时， DS18B20 在该时隙终止后，释放总线，由上拉电阻将总线拉回至高电平状态；DS18B20 发出的数据，在起始时隙之后保持有效时间为 15us ；因而主机在读时隙期间，必需释放总线；并且在时隙起始后的 15us 之内采样总线的状态；时序图见图 4 ；图 3 复位和应答脉冲时隙图 4 读写时序五、硬件电路设计依据系统设计功能的要求，确定系统由3
9、个模块组成：主把握器、测温电路和显示电路；数字温度计总体电路结构框图如图5 所示；图 5 电路结构框图在硬件上， DS18B20 与单片机的连接有两种方法，一种是Vcc 接外部电源， GND接地， I/O 与单片机的 I/O 线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD 、GND 接地， I/O 接单片机 I/O ；无论是内部寄生电源仍是外部供电，I/O 口线要接 5K 左右的上拉电阻；六、软件设计系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换子程序、运算温度子程序、显示数据刷新子程序等等；1. 主程序欢迎下载精品学习资源主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20 的测量温
10、度值， 温度测量每 1s 进行一次，其程序流程图如图6；图 6 主程序流程图2. 读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的 9 字节，在读出时需要进行CRC 校验，校验有错时不进行温度数据的改写；其程序流程图如图7 所示；图 7 读出温度子程序流程图3. 温度转换命令子程序温度转换命令子程序主要是发温度转换开头命令，当接受12 位分辩率时转换时间约为 750ms，在本程序设计中接受1s 显示程序延时法等待转换的完成；温度转换命令子程序流程图如图8 所示；4. 运算温度子程序运算温度子程序将RAM中读取值进行BCD 码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其流程图如图9 所示；图 8
11、 温度转换命令子程序流程图图 9 运算温度子程序流程图显示数据刷新子程序显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲区中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0 时将符号显示位移入下一位；程序流程图如图10 所示；图 10 显示数据刷新子程序流程图版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理；版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text,pictures, and design. Copyright is Pan Hongliangs personalownership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、争论或
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