单片机显示接口实验报告范文

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。 AS最新单线数字温度传感器DS18B20简介

Dallas 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3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。

DS18B20测量温度范围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12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TL、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，接着的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）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20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0.0625℃/LSB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，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℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃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、TL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、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，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R0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60～240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LED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（F1区）、串行静态显示（I3区）和温度传感器模块（C3区）。

18B20的CONTROL接最小应用系统P1.4，OUT接最小应用系统P2.0，最小系统的P1.0，P1.1接串行静态显示的DIN，CLK端。

2.用串行数据通信线连接计算机与仿真器，然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Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加TH44_ 源程序，进行编译，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’SIC。LED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_L EQU 29H ;用于保存读出温度的低8位TEMPER_H EQU 28H ;用于保存读出温度的高8位FLAG1 EQU 38H ;是否检测到DS18B20标志位A_BIT EQU 20H ;数码管个位数存放内存位置B_BIT EQU 21H ;数码管十位数存放内存位置LEDBUF EQU 30HTEMPEQU 55HDIN BIT P1.0CLK BIT P1.1

ORG 0000HLJMP STARTORG 0100H START: SETBP1.4 MAIN:

LCALL GET_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位转化时每一位的精度为0.0625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

MOV A,29H

MOV C,40H;将28H中的最低位移入CRRC AMOV C,41HRRC AMOV C,42HRRC AMOV C,43HRRC AMOV 29H,A

LCALL DISPLAYRESULT

LCALL DISPLAYLED;调用数码管显示子程序LCALL DELAY1 AJMP MAIN

; 这是DS18B20复位初始化子程序 INIT_1820:SETB P2.0NOPCLR P2.0

;主机发出延时537微秒的复位低脉冲MOV R1,#3 TSR1:MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1

SETB P2.0;然后拉高数据线NOPNOPNOPMOV R0,#25H TSR2:

JNB P2.0,TSR3;等待DS18B20回应DJNZ R0,TSR2

LJMP TSR4 ; 延时 TSR3:

SETB FLAG1; 置标志位,表示DS1820存在LJMP TSR5 TSR4:

CLR FLAG1 ; 清标志位,表示DS1820不存在