項目智能溫度計設計與調(diào)試

1、項目3 智能溫度計的設計與調(diào)試任務1 溫度傳感器的初始化一、任務說明 單片機控制1片溫度傳感器DS18B20和1個報警指示燈，編寫溫度傳感器的復位程序，復位成功時，指示燈閃爍。任務1 溫度傳感器的初始化二、任務分析1.硬件分析（1） DS18B20簡介DS18B20 是單線數(shù)字溫度傳感器，具有獨特的優(yōu)點：u 采用單總線的接口方式，與微處理器連接時僅需要一條口線。u測溫范圍為 -55 + 125 ； 在 -10+ 85C 范圍內(nèi)，精度為 0.5C 。u 在使用中不需要任何外圍元件。u 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的單線上，實現(xiàn)多點測溫。u測量分辨率可通過程序設定 912

2、 位。u內(nèi)部含有 EEPROM，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報警溫度的設定值。任務1 溫度傳感器的初始化（2）DS18B20管腳排列u GND為電源 地；u DQ為數(shù)字信號輸入輸出端；要求外接一個約為 4.7K10K 的上拉電阻，這樣，當總線閑置時其狀態(tài)為高電平。uVDD為外接供電電源輸入端任務1 溫度傳感器的初始化（3）DS18B20內(nèi)部結構 主要由4部分組成：64 位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作 是該DS18B20的地址序列碼，可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20。任務1 溫度傳感器的初始化

3、（4）復位時序數(shù)據(jù)線下拉 500us ，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 16us60us 左右，然后發(fā)出 60us240us 的存在低脈沖，主 CPU 收到此信號后表示復位成功。任務1 電路圖任務1 溫度傳感器的初始化2.軟件分析主函數(shù)調(diào)用DS18B20的初始化函數(shù)，然后循環(huán)執(zhí)行指示燈報警。任務1 溫度傳感器的初始化三.任務實施步驟1：在Proteus軟件中建立仿真電路文件。步驟2：在Keil中設計程序，匯編無誤后，生成目標文件（.HEX）。步驟3：在Proteus軟件中加載目標文件，仿真運行觀察結果。步驟4：結果無誤，請求教師檢查、評價。步驟5：編制項目報告。任務2 整數(shù)顯示溫度

4、計一、任務說明 單片機控制1片溫度傳感器DS18B20，編寫程序，完成溫度測量和溫度數(shù)據(jù)讀取，并將溫度值的整數(shù)部分顯示在數(shù)碼管上。任務2 整數(shù)顯示溫度計二、任務分析1.硬件分析 溫度測量流程初始化ROM操作指令存儲器操作指令數(shù)據(jù)傳輸DS18B20的ROM指令集DS18B20的存儲器指令集任務2 整數(shù)顯示溫度計 向DS18B20寫1位數(shù)據(jù)的時序拉低15us 寫一位延時45us拉高數(shù)據(jù)線。連續(xù)寫入時先低位后高位。任務2 整數(shù)顯示溫度計 從DS18B20讀1位數(shù)據(jù)的時序（先寫入讀數(shù)指令0 xBE才能開始讀數(shù)）數(shù)據(jù)線拉低數(shù)據(jù)線拉高讀入一位延時45us 拉高數(shù)據(jù)線。任務2 整數(shù)顯示溫度計 溫度數(shù)據(jù)處理

5、DS18B20中的溫度傳感器完成對溫度的測量，用16位二進制形式提供，形式表達，其中S為符號位。任務2 整數(shù)顯示溫度計 溫度數(shù)據(jù)處理例 如125的數(shù)字輸出為0 x07D0-55的數(shù)字輸出為 0 xFC90任務2 整數(shù)顯示溫度計 溫度數(shù)據(jù)處理讀出2字節(jié)溫度數(shù)據(jù)后，需要進行數(shù)據(jù)拼裝：將低字節(jié)的高4位（2320）右移4位、將高字節(jié)的低4位（ S24 ）左移4位，然后拼裝成8位數(shù)據(jù)。S26252423222120若S=0，溫度數(shù)據(jù)為原碼，可直接求10進制顯示值，同時將標志變量清零;若S=1，溫度數(shù)據(jù)為補碼，需要取反加1后（補碼求絕對值）再求10進制顯示值，同時將標志變量置1。任務2 整數(shù)顯示溫度計2.

6、軟件分析-函數(shù)構成主函數(shù) Void main() 不斷調(diào)用溫度數(shù)據(jù)讀取和動態(tài)顯示函數(shù)顯示 Void display() 4位顯示值，最高位顯示符號，低3位顯示溫度值的整數(shù)部分數(shù)據(jù)讀取 Void ds18b20() 啟動溫度轉(zhuǎn)換，連續(xù)讀取兩字節(jié)數(shù)據(jù)溫度轉(zhuǎn)換 Void temp_convert 溫度數(shù)據(jù)的拼接與顯示值求取寫1字節(jié) Void write (int dat) 向ds18b20寫入1字節(jié)數(shù)據(jù)讀1字節(jié) int read () 從18b20讀取1字節(jié)數(shù)據(jù)初始化 Void initial() Ds18b20初始化延時 Void delayus(int i)延時12us Void delayms

7、(int i)延時1ms任務2 整數(shù)顯示溫度計2.軟件分析-變量定義#includesbit dq=P30;/ds18b20sbit led=P31;/指示燈unsigned char t,tl,th,flag=0;/t溫度，flag標志unsigned char seg10=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90;/共陽極七段碼任務2 整數(shù)顯示溫度計2.軟件分析-主函數(shù)流程調(diào)用動態(tài)顯示函數(shù)調(diào)用溫度數(shù)據(jù)讀取函數(shù)任務2 整數(shù)顯示溫度計2.軟件分析-溫度讀取函數(shù)調(diào)用讀數(shù)子函數(shù)，讀出高字節(jié)數(shù)據(jù)調(diào)用讀數(shù)子函數(shù)，讀出低字節(jié)數(shù)

8、據(jù)向DS18B20寫入0XBE（讀取溫度數(shù)據(jù)）向DS18B20寫入0XCC（跳過ROM操作）初始化DS18B20向DS18B20寫入0X44（啟動溫度測量）向DS18B20寫入0XCC（跳過ROM操作）初始化DS18B20Void ds18b20()完成傳感器初始化、溫度測量、溫度數(shù)據(jù)讀取。任務2 整數(shù)顯示溫度計2.軟件分析-溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)溫度數(shù)據(jù)拼接判讀符號位S=0,flag=0S=1,flag=1,求溫度絕對值void temp_convert()完成溫度數(shù)據(jù)拼接和溫度符號定義。任務2 整數(shù)顯示溫度計2.軟件分析-寫1字節(jié)命令字右移1位拉高數(shù)據(jù)線延時60us向數(shù)據(jù)線送命令字最低位延時12

9、us拉低數(shù)據(jù)線循環(huán)8次Void write (int dat)完成向DS18B20寫入1字節(jié)命令，寫入順序為先低后高。任務2 整數(shù)顯示溫度計2.軟件分析-讀1字節(jié)延時60us從數(shù)據(jù)線讀1位數(shù)到temp最高位讀數(shù)變量temp右移1位延時12us拉高數(shù)據(jù)線拉低數(shù)據(jù)線循環(huán)8次int read ()完成從DS18B20讀出1字節(jié)溫度數(shù)據(jù)，讀數(shù)順序為先低后高。任務2 整數(shù)顯示溫度計2.軟件分析-溫度數(shù)據(jù)顯示P2=0X04判讀符號變量flagflag=0顯示百位flag=1顯示 -Void display()完成溫度數(shù)據(jù)和符號的顯示第三位顯示流程任務2 整數(shù)顯示溫度計三、任務實施步驟1：在Proteus軟

10、件中建立仿真電路文件。步驟2：在Keil中設計程序，匯編無誤后，生成目標文件（.HEX）。步驟3：在Proteus軟件中加載目標文件，仿真運行觀察結果。步驟4：結果無誤，請求教師檢查、評價。步驟5：編制項目報告。任務2 整數(shù)顯示溫度計四、任務拓展1.如何增加溫度單位顯示？2.如何實現(xiàn)多余顯示位的消隱？3.如何增加顯示溫度值小數(shù)部分（保留1位小數(shù)）？任務3 小數(shù)顯示溫度計一、任務說明 單片機控制1片溫度傳感器DS18B20，編寫程序，完成溫度測量和溫度數(shù)據(jù)讀取，并將溫度值精確到小數(shù)點后1位，顯示在數(shù)碼管上。任務3 小數(shù)顯示溫度計二、任務分析 從溫度數(shù)據(jù)格式可知，若要取得溫度值小數(shù)點后1位的值，就

11、需要將低字節(jié)溫度數(shù)據(jù)（tl）的低4位數(shù)值乘以0.0625，然后擴大10倍，再取個位即可。1.溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分原理分析任務3 小數(shù)顯示溫度計2.溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分程序流程m=tl低4位m=m*625/1000在任務在任務2voidtemp_covert()中增加以下部分。中增加以下部分。任務3 小數(shù)顯示溫度計 十位顯示值消隱的做法：判斷百位和十位上的顯示數(shù)字是否為零，若為零就消隱十位顯示值（P0=0 xff），若不為零則正常顯示數(shù)值。3.溫度顯示部分原理分析選中十位數(shù)碼管判讀百位十位是否為0是P0=0 xff否P0=segt%10任務3 小數(shù)顯示溫度計三、任務實施步驟1：在Proteus軟件中建立

12、仿真電路文件。步驟2：在任務2程序基礎上修改顯示部分和溫度轉(zhuǎn)換部分，匯編無誤后，生成目標文件（.HEX）。步驟3：在Proteus軟件中加載目標文件，仿真運行觀察結果。步驟4：結果無誤，請求教師檢查、評價。步驟5：編制項目報告。任務3 小數(shù)顯示溫度計四、任務拓展利用單片機項目板實測溫度計，程序需要做什么修改？任務4 數(shù)字溫度計一、任務說明 利用單片機項目板實現(xiàn)數(shù)字溫度計，要求顯示溫度單位、溫度數(shù)據(jù)精確到小數(shù)點后1位。任務4 數(shù)字溫度計二、任務分析1.硬件部分修改 查看項目板上DS18B20的數(shù)據(jù)線dq實際連接情況，并修改程序變量定義。項目板上LED燈利用P3.7連接，修改程序中變量定義。按照項

13、目板硬件資源，將任務3做如下修改任務4 數(shù)字溫度計二、任務分析2.軟件部分修改（1）顯示部分 由于項目板上的數(shù)碼管公共端都連接了三極管反向放大器（增大公共端電壓，提高數(shù)碼管顯示亮度），所以程序總凡是選中數(shù)碼管的語句，都需要將控制字按二進制取反（如：0X010XFE、0X080XF7等） ，否則數(shù)碼管不能點亮。任務4 數(shù)字溫度計二、任務分析2.軟件部分（2）DS18B20時序部分 由于項目板上的單片機(STC12C5A89S2)是一款高速單片機，指令提速6-12倍，而DS18B20的復位、讀、寫操作都對時序敏感，因此需要將上述三個子函數(shù)里所有延時部分的參數(shù)擴大10倍，如delayus(5)delayus(50)等。任務4 數(shù)字溫度計三、任務實施步驟1：在Proteus軟件中建立仿真電路文件。步驟2：在任務2程序基礎上修改顯示部分和溫度轉(zhuǎn)