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单片机：温度控制DS18B20
2022-08-05 10:10:00 【最早的早安...】
题目概述：
使用单片机DS18B20进行温度检测。
编程：
//DS18B20温度检测及其液晶显示
#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件
#include<intrins.h> //包含_nop_()函数定义的头文件
unsigned char code digit[10]={
"0123456789"}; //定义字符数组显示数字
unsigned char code Str[]={
"Test by DS18B20"}; //说明显示的是温度
unsigned char code Error[]={
"Error!Check!"}; //说明没有检测到DS18B20
unsigned char code Temp[]={
"Temp:"}; //说明显示的是温度
unsigned char code Cent[]={
"Cent"}; //温度单位
volatile unsigned char sending;
sbit beep=P2^3;
sbit dula=P2^0;
sbit wela=P2^1;
sbit JD=P0^6;
sbit FM=P2^3;
sbit P20 = P2^0;//这是为了关闭开发板上的数码管实际应用去掉
sbit P21 = P2^1;//这是为了关闭开发板上的数码管实际应用去掉
sbit CS88 = P2^2;//这是为了关闭开发板上的点阵实际应用去掉
void ioin() //IO口继电器、数码管锁存函数
{
wela=1;
P0 = 1;
JD = 0;
wela=0;
dula=1;
P0=0;
dula=0;
}
/******************************************************************************* 以下是对液晶模块的操作程序 *******************************************************************************/
sbit RS=P1^0; //寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚
sbit RW=P1^1; //读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚
sbit E=P2^5; //使能信号位，将E位定义为P2.2引脚
sbit BF=P0^7; //忙碌标志位，，将BF位定义为P0.7引脚
/***************************************************** 函数功能：延时1ms (3j+2)*i=(3×33+2)×10=1010(微秒)，可以认为是1毫秒 ***************************************************/
void delay1ms()
{
unsigned char i,j;
for(i=0;i<4;i++)
for(j=0;j<33;j++)
;
}
/***************************************************** 函数功能：延时若干毫秒 入口参数：n ***************************************************/
void delaynms(unsigned char n)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<n;i++)
delay1ms();
}
/***************************************************** 函数功能：判断液晶模块的忙碌状态 返回值：result。result=1，忙碌;result=0，不忙 ***************************************************/
bit BusyTest(void)
{
bit result;
RS=0; //根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态
RW=1;
E=1; //E=1，才允许读写
_nop_(); //空操作
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
result=BF; //将忙碌标志电平赋给result
E=0; //将E恢复低电平
return result;
}
/***************************************************** 函数功能：将模式设置指令或显示地址写入液晶模块 入口参数：dictate ***************************************************/
void WriteInstruction (unsigned char dictate)
{
while(BusyTest()==1); //如果忙就等待
RS=0; //根据规定，RS和R/W同时为低电平时，可以写入指令
RW=0;
E=0; //E置低电平(根据表8-6，写指令时，E为高脉冲，
// 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0"
_nop_();
_nop_(); //空操作两个机器周期，给硬件反应时间
P0=dictate; //将数据送入P0口，即写入指令或地址
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
E=1; //E置高电平
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
E=0; //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令
}
/***************************************************** 函数功能：指定字符显示的实际地址 入口参数：x ***************************************************/
void WriteAddress(unsigned char x)
{
WriteInstruction(x|0x80); //显示位置的确定方法规定为"80H+地址码x"
}
/***************************************************** 函数功能：将数据(字符的标准ASCII码)写入液晶模块 入口参数：y(为字符常量) ***************************************************/
void WriteData(unsigned char y)
{
while(BusyTest()==1);
RS=1; //RS为高电平，RW为低电平时，可以写入数据
RW=0;
E=0; //E置低电平(根据表8-6，写指令时，E为高脉冲，
// 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0"
P0=y; //将数据送入P0口，即将数据写入液晶模块
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
E=1; //E置高电平
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_(); //空操作四个机器周期，给硬件反应时间
E=0; //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令
}
/***************************************************** 函数功能：对LCD的显示模式进行初始化设置 ***************************************************/
void LcdInitiate(void)
{
delaynms(15); //延时15ms，首次写指令时应给LCD一段较长的反应时间
WriteInstruction(0x38); //显示模式设置：16×2显示，5×7点阵，8位数据接口
delaynms(5); //延时5ms ，给硬件一点反应时间
WriteInstruction(0x38);
delaynms(5); //延时5ms ，给硬件一点反应时间
WriteInstruction(0x38); //连续三次，确保初始化成功
delaynms(5); //延时5ms ，给硬件一点反应时间
WriteInstruction(0x0c); //显示模式设置：显示开，无光标，光标不闪烁
delaynms(5); //延时5ms ，给硬件一点反应时间
WriteInstruction(0x06); //显示模式设置：光标右移，字符不移
delaynms(5); //延时5ms ，给硬件一点反应时间
WriteInstruction(0x01); //清屏幕指令，将以前的显示内容清除
delaynms(5); //延时5ms ，给硬件一点反应时间
}
/************************************************************************ 以下是DS18B20的操作程序 ************************************************************************/
sbit DQ=P2^4;
unsigned char time; //设置全局变量，专门用于严格延时
/***************************************************** 函数功能：将DS18B20传感器初始化，读取应答信号 出口参数：flag ***************************************************/
bit Init_DS18B20(void)
{
bit flag; //储存DS18B20是否存在的标志，flag=0，表示存在；flag=1，表示不存在
DQ = 1; //先将数据线拉高
for(time=0;time<2;time++) //略微延时约6微秒
;
DQ = 0; //再将数据线从高拉低，要求保持480~960us
for(time=0;time<200;time++) //略微延时约600微秒
; //以向DS18B20发出一持续480~960us的低电平复位脉冲
DQ = 1; //释放数据线（将数据线拉高）
for(time=0;time<10;time++)
; //延时约30us（释放总线后需等待15~60us让DS18B20输出存在脉冲）
flag=DQ; //让单片机检测是否输出了存在脉冲（DQ=0表示存在）
for(time=0;time<200;time++) //延时足够长时间，等待存在脉冲输出完毕
;
return (flag); //返回检测成功标志
}
/***************************************************** 函数功能：从DS18B20读取一个字节数据 出口参数：dat ***************************************************/
unsigned char ReadOneChar(void)
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat; //储存读出的一个字节数据
for (i=0;i<8;i++)
{
DQ =1; // 先将数据线拉高
_nop_(); //等待一个机器周期
DQ = 0; //单片机从DS18B20读书据时,将数据线从高拉低即启动读时序
dat>>=1;
_nop_(); //等待一个机器周期
DQ = 1; //将数据线"人为"拉高,为单片机检测DS18B20的输出电平作准备
for(time=0;time<2;time++)
; //延时约6us，使主机在15us内采样
if(DQ==1)
dat|=0x80; //如果读到的数据是1，则将1存入dat
else
dat|=0x00;//如果读到的数据是0，则将0存入dat
//将单片机检测到的电平信号DQ存入r[i]
for(time=0;time<8;time++)
; //延时3us,两个读时序之间必须有大于1us的恢复期
}
return(dat); //返回读出的十进制数据
}
/***************************************************** 函数功能：向DS18B20写入一个字节数据 入口参数：dat ***************************************************/
WriteOneChar(unsigned char dat)
{
unsigned char i=0;
for (i=0; i<8; i++)
{
DQ =1; // 先将数据线拉高
_nop_(); //等待一个机器周期
DQ=0; //将数据线从高拉低时即启动写时序
DQ=dat&0x01; //利用与运算取出要写的某位二进制数据,
//并将其送到数据线上等待DS18B20采样
for(time=0;time<10;time++)
;//延时约30us，DS18B20在拉低后的约15~60us期间从数据线上采样
DQ=1; //释放数据线
for(time=0;time<1;time++)
;//延时3us,两个写时序间至少需要1us的恢复期
dat>>=1; //将dat中的各二进制位数据右移1位
}
for(time=0;time<4;time++)
; //稍作延时,给硬件一点反应时间
}
/****************************************************************************** 以下是与温度有关的显示设置 ******************************************************************************/
/***************************************************** 函数功能：显示没有检测到DS18B20 ***************************************************/
void display_error(void)
{
unsigned char i;
WriteAddress(0x00); //写显示地址，将在第1行第1列开始显示
i = 0; //从第一个字符开始显示
while(Error[i] != '\0') //只要没有写到结束标志，就继续写
{
WriteData(Error[i]); //将字符常量写入LCD
i++; //指向下一个字符
delaynms(100); //延时100ms较长时间，以看清关于显示的说明
}
while(1) //进入死循环，等待查明原因
;
}
/***************************************************** 函数功能：显示说明信息 ***************************************************/
void display_explain(void)
{
unsigned char i;
WriteAddress(0x00); //写显示地址，将在第1行第1列开始显示
i = 0; //从第一个字符开始显示
while(Str[i] != '\0') //只要没有写到结束标志，就继续写
{
WriteData(Str[i]); //将字符常量写入LCD
i++; //指向下一个字符
delaynms(100); //延时100ms较长时间，以看清关于显示的说明
}
}
/***************************************************** 函数功能：显示温度符号 ***************************************************/
void display_symbol(void)
{
unsigned char i;
WriteAddress(0x40); //写显示地址，将在第2行第1列开始显示
i = 0; //从第一个字符开始显示
while(Temp[i] != '\0') //只要没有写到结束标志，就继续写
{
WriteData(Temp[i]); //将字符常量写入LCD
i++; //指向下一个字符
delaynms(50); //延时1ms给硬件一点反应时间
}
}
/***************************************************** 函数功能：显示温度的小数点 ***************************************************/
void display_dot(void)
{
WriteAddress(0x49); //写显示地址，将在第2行第10列开始显示
WriteData('.'); //将小数点的字符常量写入LCD
delaynms(50); //延时1ms给硬件一点反应时间
}
/***************************************************** 函数功能：显示温度的单位(Cent) ***************************************************/
void display_cent(void)
{
unsigned char i;
WriteAddress(0x4c); //写显示地址，将在第2行第13列开始显示
i = 0; //从第一个字符开始显示
while(Cent[i] != '\0') //只要没有写到结束标志，就继续写
{
WriteData(Cent[i]); //将字符常量写入LCD
i++; //指向下一个字符
delaynms(50); //延时1ms给硬件一点反应时间
}
}
/***************************************************** 函数功能：显示温度的整数部分 入口参数：x ***************************************************/
void display_temp1(unsigned char x)
{
unsigned char j,k,l; //j,k,l分别储存温度的百位、十位和个位
j=x/100; //取百位
k=(x%100)/10; //取十位
l=x%10; //取个位
WriteAddress(0x46); //写显示地址,将在第2行第7列开始显示
WriteData(digit[j]); //将百位数字的字符常量写入LCD
SBUF=digit[j];
while (!TI); //等待发送数据完成
TI = 0;
WriteData(digit[k]); //将十位数字的字符常量写入LCD
SBUF=digit[k];
while (!TI); //等待发送数据完成
TI = 0;
WriteData(digit[l]); //将个位数字的字符常量写入LCD
SBUF=digit[l];
while (!TI); //等待发送数据完成
TI = 0;
delaynms(50); //延时1ms给硬件一点反应时间
}
/***************************************************** 函数功能：显示温度的小数数部分 入口参数：x ***************************************************/
void display_temp2(unsigned char x)
{
WriteAddress(0x4a); //写显示地址,将在第2行第11列开始显示
WriteData(digit[x]); //将小数部分的第一位数字字符常量写入LCD
SBUF='.';
while (!TI); //等待发送数据完成
TI = 0;
SBUF=digit[x];
while (!TI); //等待发送数据完成
TI = 0;
SBUF=' ';
while (!TI); //等待发送数据完成
TI = 0;
delaynms(50); //延时1ms给硬件一点反应时间
}
/***************************************************** 函数功能：做好读温度的准备 ***************************************************/
void ReadyReadTemp(void)
{
Init_DS18B20(); //将DS18B20初始化
WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
for(time=0;time<100;time++)
; //温度转换需要一点时间
Init_DS18B20(); //将DS18B20初始化
WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器,前两个分别是温度的低位和高位
}
#define jingzhen 11059200UL /*使用22.1184M晶体*/
#define botelv 9600UL /*波特率定义为9600*/
void init(void) //串口初始化
{
EA=0; //暂时关闭中断
TMOD&=0x0F; //定时器1模式控制在高4位
TMOD|=0x20; //定时器1工作在模式2，自动重装模式
SCON=0x50; //串口工作在模式1
TH1=256-jingzhen/(botelv*12*16); //计算定时器重装值
TL1=256-jingzhen/(botelv*12*16);
PCON|=0x80; //串口波特率加倍
ES=1; //串行中断允许
TR1=1; //启动定时器1
REN=1; //允许接收
EA=1; //允许中断
}
/***************************************************** 函数功能：主函数 ***************************************************/
void main(void)
{
float tt;
int temp;
unsigned char TL; //储存暂存器的温度低位
unsigned char TH; //储存暂存器的温度高位
unsigned char TN; //储存温度的整数部分
unsigned char TD; //储存温度的小数部分
ioin();
init();
LcdInitiate(); //将液晶初始化
delaynms(5); //延时5ms给硬件一点反应时间
if(Init_DS18B20()==1)
display_error();
display_explain();
display_symbol(); //显示温度说明
display_dot(); //显示温度的小数点
display_cent(); //显示温度的单位
P0=0x00;//这是为了关闭开发板上的数码管实际应用去掉
P20=0; //这是为了关闭开发板上的数码管实际应用去掉
P21=0; //这是为了关闭开发板上的数码管实际应用去掉
CS88=0; //这是为了关闭开发板上的点阵实际应用去掉
while(1) //不断检测并显示温度
{
ReadyReadTemp(); //读温度准备
TL=ReadOneChar(); //先读的是温度值低位
TH=ReadOneChar(); //接着读的是温度值高位
TN=TH*16+TL/16; //实际温度值=(TH*256+TL)/16,即：TH*16+TL/16
temp=TH; //这样得出的是温度的整数部分,小数部分被丢弃了
temp<<=8;
temp=temp|TL;
tt=temp*0.0625;
temp=tt*10+0.5;
TD=(TL%16)*10/16; //计算温度的小数部分,将余数乘以10再除以16取整，
//这样得到的是温度小数部分的第一位数字(保留1位小数)
display_temp1(TN); //显示温度的整数部分
display_temp2(TD); //显示温度的小数部分
if(temp>=310) //当温度超过31度（仅作试验用，实际可设为其他更高的值），蜂鸣器便会报警。
{
P1=0x00;
beep=0;
}
else
{
beep=1;
P1=0xff;
}
}
}
上机实践：
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