单片机接口技术实验报告.docx

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1、单片机接口技术实验报告单片机接口与控制技术实验指导书姓名:张千班级:机械1305班学号.020*指导老师:张友旺中南大学机电工程学院实验一DS18B20温度传感器实验一、实验目的1 .了解温度传感器电路的工作原理2 .了解温度控制的基本原理3 .掌握一线总线接口的使用二、实验说明这是一个综合硬件实验,分两大功能:温度的测量和温度的控制。1 .DA11AS最新单线数字温度传感器DS18B20简介Da11as半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量,如:环境

2、控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同,新的产品支持3V5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便。DS18B20测量温度范围为-55C+125C,在-10+85C范围内,精度为0.5oCDS18B20可以程序设定912位的分辨率,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。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T1、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下：DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。光刻ROM中的64位序

3、列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是:开始8位(28H)是产品类型标号报着的48位是该DS18B20自身的序列号,最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。涉IJROM的作用是使每YDS18B20都各不相同这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量,以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以0.0625oC1SB形式表达,其中S为符号位。这是12位转化后得到的12位数据,存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位

4、,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘以0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1测到的数值需要取反加1再乘以0.0625即可得到实际温度。例如+125。C的数字输出为07DOH,+25.0625C的数字输出为0191Hz-25.0625C的数字输出为DS18B20温度传感器的存储器DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM后者存放高温度和低温度触发器TH、T1和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节,前两个字节是测得的温度信息,第一个字节的内容是温度的低八位,第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH

5、、T1的易失性拷贝,第五个字节是结构寄存器的易失，的考贝,这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、八个字节用于内部计算。第九个字节是冗余检验字节。低五位一直都是1,TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不要去改动。R1和Ro用来设置分辨率如下表所示(DS18B20出厂时被设置为12位)根据DS18B20的通讯协议,主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤:每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU

6、将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待16-60微秒左右,后发出60240微秒的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。2 .本实验在读取温度的基础上,完成类似空调恒温控制的实验。用加热电阻代替加热电机。温度值通过1ED静态显示电路以十进制形式显示出来,制冷采用自然冷却。三、实验内容及步骤本实验需要用到单片机最小应用系统（FI区）、串行静态显示（13区）和温度传感器模块（C3区）。1 .DS18B20的CONTRO1接最小应用系统P1.4zOT接最小应用系统P2。最小系统的P1.O,P11接串行静态显示的DIN,C1K端。2 .用串行数据通信线连接计算机与仿真器,然

7、后将仿真器插到模块的锁紧插座中,请注意仿真器的方向:缺口朝上。3 .打开Kei1uVision2仿真软件,首先建立本实验的项目文件,接着添加TH44_DS18B20.ASM源程序迸行编译,直到编译无误。4 .编译无误后,全速运行程序。程序正常运行后,按下自锁开关控制SICe1ED数显为XX为十进制温度测量值，XX为十进制温度设定值,按下自锁开关控制SIC则加热源开始加热,温度也随着变化,当加热到设定的控制温度时如40度时,停止加热。5.也可以把源程序编译成可执行文件,用ISP烧录器烧录到89S52/89S51芯片中。（ISP烧录器的使用查看附录二）四、源程序；单片机内存分配申明！TEMPER，

8、EQU29H；用于保存读出温度的低8位TEMPER_HEQU28H；用于保存读出温度的高8位F1AG1EQU38H;是否检测到DS18B20标志位A,BITEQU20H激码管个位数存放内存位置B_BITEQU21H；数码管十位数存放内存位置1EDBUFEQU30HTEMPEQU55HDINBITP1.0C1KBITP1.1ORGOOOOHUmpstartORGO1OOHSTART:SETBP1.4MAIN:1CA11GET.TEMPER;调用读温度子程序；进行温度显示,这里我们考虑用网站提供的两位数码管来显示温度;显示范围00到99度,显示精度为1度；因为12位转化时每T立的精度为0.0625

9、度,我们不要求显示小数所以可以抛弃29H的低4位;将28H中的低4位移入29H中的高4位这样获得一个新字节,这个字节就是实际测量获得的温度；这个转化温度的方法可是我想出来的哦非常简洁无需乘于0.0625系数MOVA,29HMOVG40H;将28H中的最低位移入CRRCAMOVC,41HRRCAMOVC,42HRRCAMOVCz43HRRCAMOV29H,A1CA11DISP1AYRESU1T1CA11D1SP1AY1ED;调用数码管显示子程序1CA11DE1AY1AJMPMAIN；这是DS18B20复位初始化子程序INIT_1820:SETBP2.0NOPC1RP2.0；主机发出延时537微秒

10、的复位低脉冲MOVR1#3TSR1:MOVRO,#107DJNZR0,$DJNZR1,TSR1SETBP2.0;然后拉高数据线NOPNOPNOPMOVR0,#25HTSR2:JNBP2.0JSR3;等待DS18B20回应DJNZR0,TSR2UMPTSR4;延时TSR3:SETBF1AG11JMPTSR5TSR4:；置标志位,表示DS1820存在C1RF1AG1;清标志位,表示DS1820不存在UMPTSR7TSR5:MOVRO,#117TSR6:DJNZR0,TSR6TSR7:SETBP2.0RET；时序要求延时一段时间；读出转换后的温度值GET_TEMPER:SETBP2.01CA11IN

11、rrJ1820;先复位DS18B20JBF1AG1,TSS2RET;判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回TSS2:MOVA,#OCCH;跳过ROM匹配1CA11WRITE_1820MOVA,#44H;发出温度转换命令1CA11WRITE_1820；这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒1CA11DE1AY11CA11IN1T820;准备读温度前先复位MOVA,#OCCH;跳过ROM匹配1CA11WRITE_1820MOVA,#OBEH;发出读温度命令1CA11WRITE_18201CA11READ8200;将读出的温度数据保存到35H/

12、36HRET;写DS18B20的子程序（有具体的时序要求）WR1TEJ1820:MOVR2,#8;一共8位数据C1RCWR1:C1RP2.0MOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVP2.0,CMOVR3,#23DJNZR3,$SETBP2.0NOPDJNZR2,WR1SETBP2.0RET；读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据READ_18200:MOVR4,#2;将温度高位和低位从DS18B20中读出MOVR1#29H;低位存入29H(TEMPER_1),高位存入28H(TEMPER_H)REOO:MOVR2,#8;数据一共有8位REO1:C1RCSETBP

13、2.0NOPNOPC1RP2.0NOPNOPNOPSETBP2.0MOVR3,#9RE1O:DJNZR3,RE10MOVCzP2.0MOVR3,#23RE20:DJNZR3,RE20RRCADJNZR2,RE01MOVR1,ADECR1DJNZR4,RE00RETDISP1AY1ED:;显示子窗MOV1EDBUF+5,#IOHMOV1EDBUF+6,#：1OHMOV1EDBUF+7,#IOHMOVRO,#1EDBUFMOVR1#TEMPMOVR2,#8DP1O:MOVDPTR,#1EDMAPMOVA,ROMOVCA,A+DPTRMOV()R1,AINCROINCR1DJNZR2,DP10MOV

14、RO,#TEMPMOVR1#8DP12:MOVR2,#8MOVA,RODP13:R1CAMOVDIN,CC1RC1KSETBC1KDJNZR2,DP13INCRODJNZR1,DP12RET1EDMAP:DB3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH;0,1,2,3,4,5DB7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH;6,7,8,9ABDB58H,63H,7BH,71H,00H,40H;C,O,E,F,DB63H,39Hz63HDISP1AYRESU1T:;=MOV1EDBUFz#10H;,MOV1EDBUF+3,#14H;MOV1EDBF+4,#13H;GOON:MOVA,29H；将29H中的十六进制数转换成10进制MOVB,#10DIVABMOV1EDBUF+1zA;3MOVA,BMOV1EDBUF+2zA;4MOVAz1EDBUF+1CJNEA,#4,$+3JNCWWSETBP1.4RETWW:C1RP1.4;1MS延时（按12MHZ算）DIMS:MOVR7,#80DJNZR7,$RETDE1AY:;延时子程序MOVR7z#0DE1AY1OOP:DJNZR7,DE1AY1OOPDJNZR6,DE1AY1OOPRETDE1AY1rMOVR4,#020HAA1:MOVR5,#080HAA:NOPNOPDJNZR5,AADJ