单片机io接口实验报告|单片机显示接口实验报告范文
【fanwen.jxxyjl.com--实验报告】
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.DALLAS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)。
1.DS18B20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_ DS18B20.ASM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
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