《單片機(jī)原理及應(yīng)用》第十章 DS18B20的應(yīng)用

DS18B20的應(yīng)用任務(wù)5基于DS18B20的數(shù)字溫度計任務(wù)描述溫度測量在糧食倉儲、食品加工、藥品制造等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。在傳統(tǒng)的溫度測量系統(tǒng)設(shè)計中,往往采用熱敏電阻或PN結(jié)為溫度傳感器，這樣就不可避免地遇到諸如引線誤差補(bǔ)償、信號調(diào)理電路的誤差等問題，并且隨著測溫點(diǎn)數(shù)量的增加，信號傳輸線數(shù)量也隨之增加，這樣帶來系統(tǒng)安裝,維護(hù),可靠性以及成本的一系列問題。由于DS18B20具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)場溫度直接以1-wire總線的數(shù)字方式輸出的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在環(huán)境溫度測量系統(tǒng)中。設(shè)計一個簡易數(shù)字溫度計，測溫范圍-40～99℃，測量誤差為±1℃。要求：(1)在ProteusISIS中完成數(shù)字溫度計設(shè)計。(2)在KeilμVision3中創(chuàng)建數(shù)字溫度計項(xiàng)目、編寫、編譯數(shù)字溫度計程序。(3)用Proteus和KeilC51仿真與調(diào)試數(shù)字溫度計。2知識鏈接

一、1-Wire總線1-WireBUS（單總線）是Maxim全資子公司Dallas的一種串行總線技術(shù)，該技術(shù)采用一根信號線，既傳輸時鐘，又傳輸數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，同時可以通過這根信號線向單總線器件提供電源。它具有節(jié)省I/O口線資源、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、便于總線擴(kuò)展和維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

1．1-wire總線器件的硬件結(jié)構(gòu)

1-wire總線系統(tǒng)中包含一個主機(jī)和若干從機(jī)，它們共用一條數(shù)據(jù)線，總線上的所有器件采用線或的方式進(jìn)行連接，這就要求單總線上每個器件的端口必須為漏極開路輸出或具有三態(tài)輸出的功能。由于主機(jī)和從機(jī)都是漏極開路輸出的，所以在總線靠近主機(jī)的地方必須連接上拉電阻（4.7kΩ），系統(tǒng)才能正常工作。3單總線器件一般采用3個引腳的封裝形式，一個是電源端、一個是數(shù)據(jù)端、一個是電源地端。電源端可以為單總線器件提供外部電源，如果在單總線上的從設(shè)備很少，甚至只有1個時，電源端可以不連接，而采用接地的方式。

單總線器件之所以將VCC引腳與地相連，主要是由內(nèi)部的結(jié)構(gòu)所決定。由圖可以看出，單總線器件的電源部分由兩個二極管D1和D2、一個電容器CP以及電源檢測電路組成。當(dāng)VCC端連接到系統(tǒng)的VCC時，總線器件由VCC經(jīng)D2向內(nèi)部進(jìn)行供電；當(dāng)VCC端與GND端連接并連接到系統(tǒng)中的數(shù)字地時，單總線器件的供電由CP（D1、D2截止）完成。

每個單總線器件都有一個采用激光刻制的序列號，任何單總線器件的序列號都不會重復(fù)。當(dāng)很多單總線器件連接在同一條總線上時，主設(shè)備可以通過搜尋每個器件的序列號進(jìn)行訪問。單總線器件的序列號由48位二進(jìn)制數(shù)組成，與家族碼、校驗(yàn)碼共同構(gòu)成單總線器件的ROM注冊碼，如圖所示。在單總線器件ROM注冊碼的數(shù)據(jù)格式中，最低的8位是家族碼，然后是48位序列號，最高8位是CRC校驗(yàn)碼。2.1-wire總線器件的序列號單總線的通信協(xié)議定義了以下幾種類型的信號：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫“0”、寫“1”、讀“0”和讀“1”。在這些信號中，除了應(yīng)答脈沖外，其他均由主機(jī)發(fā)出同步信號，并且發(fā)送的所有命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的低位在前，這一點(diǎn)與多數(shù)串行通信格式不同（多數(shù)為字節(jié)的高位在前）。在單總線協(xié)議中，將完成一位傳輸?shù)臅r間稱為一個時隙，于是字節(jié)傳輸可以通過多次調(diào)用位操作來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)主機(jī)向從機(jī)輸出數(shù)據(jù)時，稱為“寫時隙”，當(dāng)主機(jī)由從機(jī)中讀取數(shù)據(jù)時，稱為“讀時隙”。無論是“寫時隙”還是“讀時隙”，都以主機(jī)驅(qū)動數(shù)據(jù)總線（DQ）為低電平開始，數(shù)據(jù)線的下降沿觸發(fā)從機(jī)內(nèi)部的延時電路，使之與主機(jī)取得同步。（1）初始化序列單總線上的所有通信都是以初始化序列開始的，包括主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖、從機(jī)的應(yīng)答脈沖。3.1-wire總線數(shù)據(jù)通信協(xié)議單總線初始化時序圖在初始化序列中，首先主機(jī)發(fā)出480～960μs的低電平作為復(fù)位脈沖，然后之機(jī)釋放總線，由上拉電阻將總線拉至高電平，同時主機(jī)進(jìn)入接收狀態(tài)。在進(jìn)入接收狀態(tài)15～60μs后，主機(jī)開始檢測I/O引腳上的下降沿，以監(jiān)視單總線上是否有從機(jī)存在，以及從機(jī)是否產(chǎn)生應(yīng)答，這個檢測的時間一般為60～240μs。檢測結(jié)束后，主機(jī)等待從機(jī)釋放總線。主機(jī)的整個接收狀態(tài)至少應(yīng)維持480μs。從機(jī)接收到主機(jī)發(fā)送的復(fù)位脈沖，在等待15～60μs后，向總線發(fā)出一個應(yīng)答脈沖（該脈沖是一個60～240μs的低電平信號，由從機(jī)將總線拉低），表示從機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好，可根據(jù)各類命令發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。復(fù)位脈沖是主機(jī)以廣播的形式發(fā)出的，所以總線上的所有從機(jī)只要接收到復(fù)位脈沖都會發(fā)出應(yīng)答脈沖。主機(jī)一旦檢測到應(yīng)答脈沖，就認(rèn)為總線上存在從機(jī)，并已準(zhǔn)備好接收命令或數(shù)據(jù)，這時主機(jī)可以開始發(fā)送相關(guān)信息。如果主機(jī)沒有檢測到應(yīng)答脈沖，則認(rèn)為總線上沒有從機(jī)，在程序的設(shè)計上可以跳過相應(yīng)的單總線操作，而轉(zhuǎn)入其他的程序。（2）寫時隙單總線通信協(xié)議中包括兩種“寫時隙”：寫“0”和寫“1”，主機(jī)采用“寫時隙”向從機(jī)寫入二進(jìn)制數(shù)據(jù)“0”或“1”。所有“寫時隙”至少需要60μs，而且在兩次獨(dú)立的“寫時隙”之間至少需要1μs的恢復(fù)時間。兩種“寫時隙”均起始于主機(jī)拉低總線（DQ）。產(chǎn)生寫“0”時隙的方式：在主機(jī)拉低總線后，需在整個時隙期間內(nèi)保持低電平即可（至少60μs）。產(chǎn)生寫“1”時隙的方式：在主機(jī)拉低總線后，接著必須在15μs之內(nèi)釋放總線，由上拉電阻將總線拉至高電平，并維持時隙期間。在“寫時隙”起始后15～60μs期間，單總線的從機(jī)采樣總線的電平狀態(tài)：如果在此期間采樣值為低電平，則寫入的數(shù)據(jù)為邏輯“0”；如果采樣值為高電平，則寫入的數(shù)據(jù)為邏輯“1”。單總線主機(jī)“讀/寫時隙”時序圖（3）讀時隙單總線器件僅在主機(jī)發(fā)出“讀時隙”時，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。所以在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時隙，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時隙至少需要60μs，且在兩次獨(dú)立的讀時隙之間至少需要1μs的恢復(fù)時間。每個讀時隙都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1μs。在主機(jī)發(fā)起“讀時隙”之后，從機(jī)才開始在總線上發(fā)送“0”和“1”。若從機(jī)發(fā)送“1”則保持總線為高電平，若發(fā)送“0”則拉低總線。當(dāng)發(fā)送“0”時，從機(jī)在該時隙結(jié)束后釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至空閑高電平狀態(tài)。從機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)在起始時隙之后，保持有效時間15μs，因而主機(jī)在“讀時隙”期間必須釋放總線，并且在起始時隙后的15μs之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。在主機(jī)檢測到從機(jī)的應(yīng)答脈沖后，便可以向從機(jī)發(fā)送ROM命令（這些ROM命令與從機(jī)唯一的64位注冊碼有關(guān)）。主機(jī)通過ROM命令得知但總線上從機(jī)的數(shù)量、類型、報警狀態(tài)以及讀取總線器件內(nèi)數(shù)據(jù)等相關(guān)信息。搜索ROM（命令代碼F0H）當(dāng)系統(tǒng)中存在單總線器件時，可以通過該命令獲知從機(jī)的注冊碼，這樣主機(jī)就可以判斷出總線上從機(jī)的數(shù)量和類型。如果總線上只有一個單總線器件，可以通過“讀取ROM”命令直接獲得從機(jī)的ROM注冊碼；如果總線上從機(jī)數(shù)量較多，則需要多次使用該命令，并結(jié)合相應(yīng)搜索算法才能獲得其中一個從機(jī)的ROM注冊碼，若需要其他從機(jī)的ROM注冊碼，就要重新搜索。讀取ROM（命令代碼33H）當(dāng)總線上只有一個單總線器件時，如果需要獲得該器件的注冊碼，可以執(zhí)行該命令。如果總線上連接有多個單總線器件，使用該命令必然引起混亂。匹配ROM（命令代碼55H）當(dāng)總線上連接有多個單總線器件并知道每個器件的ROM注冊碼時，可以使用該命令對任何一個從機(jī)進(jìn)行呼叫，這個過程相當(dāng)于串行通信中的地址匹配過程，只有與主機(jī)發(fā)出的ROM注冊碼相同的從機(jī)，才能相應(yīng)主機(jī)發(fā)出的其他命令，而總線上的其他從機(jī)將等待主機(jī)再次發(fā)出復(fù)位脈沖。4.1-wire總線的ROM命令跳躍ROM（命令代碼CCH）如果總線上只有一個單總線器件，主機(jī)可跳過從機(jī)的ROM注冊碼，直接訪問從機(jī)內(nèi)其他單元（如寄存器等）；如果總線上連接有多個單總線器件，并且類型相同，在訪問一些特殊單元時，也可以使用該命令。例如總線上連接有多個DS18B20溫度傳感器時，主機(jī)可以通過發(fā)出“跳躍ROM”(CCH)（也稱“直訪ROM”）后，接著發(fā)送啟動溫度轉(zhuǎn)換命令（44H），這樣就可以使總線上所有DS18B20同時啟動溫度轉(zhuǎn)換。如果在“直訪ROM”命令后，接著發(fā)送的是讀取暫存器等命令（BEH），這只等用于總線上只有一個單總線器件的情況，否則將造成數(shù)據(jù)的沖突。報警搜索（命令代碼為ECH）僅有少數(shù)單總線器件支持該命令。除那些設(shè)置了報警標(biāo)志的從機(jī)響應(yīng)外，該命令的工作方式完全等同于“搜索ROM”命令。該命令允許主機(jī)判斷哪些從機(jī)發(fā)生了報警，如最近的測量溫度過高或過低等。同“搜索ROM”命令一樣，在完成報警搜索循環(huán)后，主機(jī)必須返回重新搜索。單總線數(shù)據(jù)傳輸格式

在使用ROM命令對單總線器件進(jìn)行操作時，也需要按照一定的格式傳輸數(shù)據(jù)。二、基于1-Wire總線的數(shù)字溫度傳感器DS18B20單總線接口，可方便地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。每個芯片都有唯一的一個64位光刻的ROM注冊碼，家族碼為28H。無需外部器件，可通過數(shù)據(jù)線供電，電源電壓范圍：3.0～5.0V。溫度測量范圍－55～+125℃，在－10～+85℃范圍內(nèi)，測量精度可達(dá)到±0.5℃。分辨率為可編程的9～12位（包括1位符號位），對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。DS18B20的轉(zhuǎn)換時間與設(shè)定的分辨率有關(guān)。當(dāng)設(shè)定為9位時，最大轉(zhuǎn)換時間為93.75ms；當(dāng)設(shè)定為10位時，轉(zhuǎn)換時間為187.5ms；當(dāng)設(shè)定為11位時，最大轉(zhuǎn)換時間為375ms；當(dāng)設(shè)定12位時，轉(zhuǎn)換時間為750ms。溫度數(shù)據(jù)由2個字節(jié)組成。內(nèi)部含有EEPROM，其報警上、下限溫度值和設(shè)定的分辨率在掉電的情況下不丟失。1.DS18B20的性能DS18B20的引腳定義及封裝形式DS18B20的核心功能是一個直接數(shù)字式溫度傳感器。芯片的分辨率可按照用戶的需要配置為9位、10位、11位、12位，芯片在上電后的默認(rèn)設(shè)置為12位。DS18B20可工作在低功耗的空閑狀態(tài)。單總線系統(tǒng)中的主機(jī)發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令（44H）后，DS18B20便開始啟動溫度測量并把測量的結(jié)果進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)化后，所產(chǎn)生的溫度數(shù)據(jù)將存儲在暫存寄存器中的兩個溫度寄存器單元中，數(shù)據(jù)的格式為符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼，同時DS18B20返回到空閑狀態(tài)。DS18B20的溫度數(shù)據(jù)輸出單位為“攝氏度”。溫度數(shù)據(jù)在兩個溫度寄存器單元中的存儲格式如圖所示。2.DS18B20的工作原理標(biāo)志位（S）是溫度數(shù)據(jù)的符號擴(kuò)展位，表示溫度的正負(fù)：如果溫度為正，則S=0；如果溫度為負(fù)，則S=1。在實(shí)際使用過程中，如果DS18B20被設(shè)置為12位分辨率，則在溫度寄存器單元中所有數(shù)據(jù)位都是有效位；如果DS18B20被設(shè)置為11位分辨率，則D0位數(shù)據(jù)無效；如果DS18B20被設(shè)置為10位分辨率，則D1、D0位數(shù)據(jù)無效；如果DS18B20被設(shè)置為9位分辨率，則D2、D1、D0位數(shù)據(jù)無效。+85℃是DS18B20在上電復(fù)位后在溫度寄存器內(nèi)的對應(yīng)的數(shù)字量。在DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，其溫度值將與報警寄存器中的值相比較。在DS18B20中有兩個報警寄存器，TH為溫度上限值，TL溫度下限值，這兩個寄存器均為8位，所以在進(jìn)行溫度比較時，只取出溫度值的中間8位（D4～D11）進(jìn)行比較。如果溫度寄存器測量的結(jié)果低于TL或高于TH，則設(shè)置報警標(biāo)志，這個比較過程會在每次溫度測量和進(jìn)行。一旦報警標(biāo)志設(shè)置后，器件就會響應(yīng)系統(tǒng)主機(jī)發(fā)出的條件搜索命令（ECH）。這樣處理的好處是，可以使單總線上的所有器件同時測量溫度，如果有些點(diǎn)上的溫度超過了設(shè)定的閾值，則這些報警的器件就可以通過條件搜索的方式識別出來，而不需要一個一個器件去讀取。無論是溫度測量值還是報警閾值，都會存儲在DS18B20芯片內(nèi)的寄存器中。DS18B20的寄存器包括SRAM（暫存寄存器）和EEPROM（非易失寄存器）。EEPROM用于存放報警上限寄存器（TH）、報警下限寄存器（TL）和配置寄存器。如果在使用過程中，沒有使用報警功能，TH和TL可作為普通寄存器單元使用。溫度（℃）數(shù)字量輸出（二進(jìn)制數(shù)字量輸出（十六進(jìn)制）+125000001111101000007D0+8500000101010100000550+25.062500000001100100010191+10.125000000001010001000A2+0.500000000000010000008000000000000000000000-0.51111111111111000FFF8-10.1251111111101011110FF5E-25.06251111111001101111FE6F-551111110010010000FC90DS18B20部分?jǐn)?shù)字量輸出與溫度值之間的對應(yīng)關(guān)系TH和TL的格式D18B20存儲器結(jié)構(gòu)字節(jié)0和字節(jié)1是溫度數(shù)字量的低位字節(jié)和高位字節(jié)，這兩個寄存器是只讀寄存器，在上電時的默認(rèn)值為0550H，即+85℃。字節(jié)2和字節(jié)3可用于存放報警閾值或用戶寄存器。字節(jié)4是配置寄存器，用于設(shè)置DS18B20溫度測量分辨率。配置寄存器中的D0～D4位在讀操作時總為1，在寫操作時可為任意值；D7在讀操作時總為0，在寫操作時可為任意值；D5和D6用于設(shè)置溫度測量分辨率。字節(jié)5、6、7保留未使用。字節(jié)8用于存放前8個字節(jié)的CRC校驗(yàn)值。配置寄存器格式R1R0分辨率（位）最長轉(zhuǎn)換時間（ms）00993.750110187.510113751112750溫度分辨率配置表DS18B20的功能命令包括兩類：溫度轉(zhuǎn)換和存儲命令。當(dāng)系統(tǒng)中DS18B20使用寄生電源供電時，由于“溫度轉(zhuǎn)換”和“復(fù)制SRAM”的操作都是發(fā)生在主機(jī)發(fā)命令之后，由DS18B20自主完成的，同時又需要較長的時間（“溫度轉(zhuǎn)換”的時間最長），所以通常在主機(jī)發(fā)出這些命令后，通過MOSFET將總線電壓強(qiáng)拉至高電平，以保證這些操作的順利完成。在“溫度轉(zhuǎn)換”時，需要根據(jù)溫度測量的分辨率選擇保持強(qiáng)上拉的時間；在“復(fù)制SRAM”時，需要至少保持10ms的強(qiáng)上拉，而且必須在主機(jī)發(fā)出命令的10μs的時間內(nèi)使用MOSFET進(jìn)行上拉。3.DS18B20的功能命令DS18B20的功能命令三、模擬1-Wire總線接口用單片機(jī)I/O口模擬1-wire總線通信，就是用單片機(jī)的任意一條I/O口線模擬1-wire總線，再配合上用C51編寫的與1-wire總線相關(guān)的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與1-wire總線器件通信。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕诰帉懴嚓P(guān)函數(shù)時要遵循1-wire總線數(shù)據(jù)通信協(xié)議。1．初始化DS18B20初始化DS18B20的操作步驟如下：①先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。②短延時（該時間要求不是很嚴(yán)格，但是要盡可能短一點(diǎn)）③數(shù)據(jù)線拉到底電平“0”。④延時750μs（該時間范圍可在480~960μs）。⑤數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。⑥延時等待。如果初始化成功，則在15μ~60μs內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20返回的低電平“0”，表示存在1-wire總線器件。但是應(yīng)注意，不能無限地等待，否則會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時判斷。⑦若CPU讀到數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要進(jìn)行延時，其延時的時間從發(fā)出高電平“1”計算（第③步的時間計算）最少要480μs。⑧將數(shù)據(jù)線再次拉到高電平“1”后結(jié)束。//**********************************************************************************

//μs級延時函數(shù)

//**********************************************************************************

voiddelay(uchartime)

{

uchari;

While(i<time)i++;

}//**********************************************************************************

//復(fù)位ds18B20

//**********************************************************************************

bitresetpulse(void)

{

ds=1;//數(shù)據(jù)線ds置高電平

delay(2); //短延時

ds=0;//拉低數(shù)據(jù)線

delay(92); //延時480~960us

ds=1;//拉高數(shù)據(jù)線

delay(5); //延時15~60us

return(ds); //返回ds采樣值

}初始化序列的程序//***********************************************************************************

//**功能：ds18b20初始化函數(shù)

//**參數(shù)：無 //***********************************************************************************

voidds18b20_init(void)

{

while(1)

{

if(!resetpulse())//收到ds18b20的應(yīng)答信號

{

ds=1;

delay(40); //延時240~480us

break;

}

else

resetpulse(); //否則再發(fā)復(fù)位信號

}

}2．寫數(shù)據(jù)到DS18B20①數(shù)據(jù)線拉到底電平“0”。②延時15μs。③按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)（一次只發(fā)送一位）。④延時45μs。⑤將數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。⑥重復(fù)①~⑤步驟，直到發(fā)送完一個字節(jié)。⑦最后將數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。//***********************************************************//寫一位函數(shù)//***********************************************************voidwrite_bit(uchartemp){ds=0;//拉低數(shù)據(jù)線_nop_();//延時_nop_();if(temp==1)//若發(fā)送的數(shù)據(jù)位為1，拉高數(shù)據(jù)線ds=1;delay(5);//延時ds=1;//拉高數(shù)據(jù)線}//***********************************************************//向DS18B20寫一個字節(jié)命令函數(shù)//***********************************************************voidwrite_byte(ucharval){uchari,temp;for(i=0;i<8;i++)//{temp=val>>i;//左移temp=temp&0x01;//得到數(shù)據(jù)位write_bit(temp);//寫數(shù)據(jù)位delay(5);//延時}}3．從DS18B20讀數(shù)據(jù)①將數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。②延時6μs。③將數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。④延時4μs。⑤讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。⑥延時30μs。⑦重復(fù)①~⑤步驟，直到讀取完一個字節(jié)。//**************************************************************//讀一位函數(shù)//**************************************************************ucharread_bit(void){ds=0;//拉低數(shù)據(jù)線_nop_();//延時ds=1;//置數(shù)據(jù)線為高電平_nop_();//延時_nop_();return(ds);//返回采樣數(shù)據(jù)位}//*************************************************************************

//讀一個字節(jié)函數(shù)//*************************************************************************

ucharread_byte(void)

{

uchari,shift,temp;

shift=1;

temp=0;

for(i=0;i<8;i++)

{

if(read_bit())//讀取的數(shù)據(jù)位為1

{

temp=temp+(shift<<i);//該位置1

}

delay(1);//延時

_nop_();

_nop_();

}

return(temp);//返回讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)

}任務(wù)實(shí)施1．制訂方案

數(shù)字式溫度傳感器DS18B20的溫度測量范圍是﹣55～﹢125℃，測量精度為±0.5℃，用DS18B20作為溫度測量傳感器可以滿足系統(tǒng)的要求。溫度測量值用四位一體LED數(shù)碼管顯示。2．電路設(shè)計

溫度測量元件DS18B20的數(shù)據(jù)線DQ連接單片機(jī)的P1.7引腳，上拉電阻的阻值選擇為為4.7kΩ。顯示器件采用四位一體LED共陽極數(shù)碼管，P0口作為段選口，連接四位一體LED共陽極數(shù)碼管的段選端a~dp；P2口作為位選口，四位一體LED共陽極數(shù)碼管的驅(qū)動電路由四個PNP三極管組成，由P2.0~P2.3控制。32333．程序設(shè)計數(shù)字式溫度傳感器DS18B20是一個1-wire總線器件，AT89C51單片機(jī)沒有1-wire總線接口，需要模擬一個1-wire總線接口，這也是數(shù)字溫度計程序設(shè)計的主要工作。數(shù)字溫度計程序設(shè)計的一個主要任務(wù)就是編寫DS18B20初始化函數(shù)、DS18B20寫數(shù)據(jù)操作函數(shù)、DS18B20讀數(shù)據(jù)操作函數(shù)，在編寫上述函數(shù)時要遵循1-wire總線的初始化時序、寫時隙、讀時隙。數(shù)字溫度計程序設(shè)計的另一個主要任務(wù)是對DS18B20讀取的溫度值進(jìn)行處理，即當(dāng)測得的溫度大于0，只需將測得的16位二進(jìn)制溫度值的最高4位和最低4位屏蔽掉，組合成一個字節(jié)即可得到實(shí)際溫度值；如果所測得的溫度值小于0，需將測得的16位二進(jìn)制溫度值要先取反，再加1（DS18B20是以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式存放溫度值的），然后再組合成一個字節(jié)。當(dāng)然上述的溫度值處理是在不考慮所測得溫度值小數(shù)部分的精度前提下進(jìn)行的，如果考慮小數(shù)部分，則需要將測得的溫度值乘以0.0625才能得到實(shí)際的溫度值，這是因?yàn)镈S18B20的默認(rèn)分辨率為0.0625。3435#include<reg51.h>#include<absacc.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitds=P1^7;//uinttempL=0;uinttempH=0;ucharcodedis[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e};// ucharleddis[4];//**********************************************************////DS18B20延時函數(shù)//**********************************************************//voiddelay(uchartime){ uchara=0; while(a<time)a++; }//**********************************************************//LED數(shù)碼管延時函數(shù)//**********************************************************voiddelay_smg(void){uinta;for(a=0;a<600;a++);}36//*********************************************************//復(fù)位DS18B20//*********************************************************bitresetpulse(void){ ds=1; //置DS18B20數(shù)據(jù)線為高電平

delay(2);//短延時

ds=0;//拉低數(shù)據(jù)線

delay(85); //低電平延時480~960us ds=1;//置DS18B20數(shù)據(jù)線為高電平

delay(4); //高電平延時50~100us return(ds); //返回DS18B20復(fù)位狀態(tài) }//************************************************************//DS18B20初始化 //*************************************************************voidds18b20_init(void){while(1){if(!resetpulse())

//收到DS18B20的應(yīng)答信號{ ds=1;

//置DS18B20數(shù)據(jù)線為高電平

delay(40);

//延時240~480us break; //退出while循環(huán) }elseresetpulse();//否則再發(fā)復(fù)位信號

}}37//********************************////溫度值顯示函數(shù)//********************************//voiddisplay(void){ P0=leddis[0];// P2=0xfe; delay_smg();P2=0xff; P0=leddis[1];// P2=0xfd; delay_smg(); P2=0xff; P0=leddis[2];// P2=0xfb; delay_smg(); P2=0xff; P0=leddis[3];// P2=0xf7; delay_smg(); P2=0xff;}//******************************//讀一位函數(shù)//******************************ucharread_bit(void){ds=0;//拉低數(shù)據(jù)線

_nop_();//延時

ds=1;//置數(shù)據(jù)線為高電平

_nop_();//延時

_nop_();//return(ds);

//返回采樣數(shù)據(jù)位}38//********************************************************//讀一個字節(jié)函數(shù)//********************************************************ucharread_byte(void){uchari,shift,temp;shift=1;temp=0;for(i=0;i<8;i++){if(read_bit())//讀取的數(shù)據(jù)位為1{temp=temp+(shift<<i);//該位置1}delay(5);//延時

_nop_();//_nop_();;}return(temp);//返回讀取的字節(jié)數(shù)據(jù)}//*********************************************************//寫一位函數(shù)//*********************************************************voidwrite_bit(uchartemp){ds=0;//拉低數(shù)據(jù)線

if(temp==1)//若發(fā)送的數(shù)據(jù)位為1，拉高數(shù)據(jù)線

ds=1;//置數(shù)據(jù)線為高電平

delay(5);//延時

ds=1;//置數(shù)據(jù)線為高電平}39//***********************************************////從DS18B20讀取溫度值//**********************************************//Read_Temperature(void){uchartemp;ds18b20_init(); //DS18B20初始化

write_byte(0xcc);//跳過讀序列號操作

write_byte(0x44);//啟動溫度轉(zhuǎn)換

delay(125);ds18b20_init(); //write_byte(0xcc);//跳過讀序列號操作

write_byte(0xbe);//讀取溫度值

tempL=read_byte();//讀取溫度值低8位

tempH=read_byte();//讀取溫度值高8位

if((tempH&0xf0)==0xf0){tempL=~tempL;//if(tempL==0xff){tempL=tempL+0x01;tempH=~tempH;