单片机+DS18B20温度传感器测温

Bertha 。 2022-01-12 09:49 273阅读 0赞

**项目描述：**  
单片机(STC89C52RCA)通过1-wire总线协议控制DS18B20测量当前环境的温度，并将采集回的温度数据实时显示在LCD1602上。测温范围：-55°C ~ 125°C。超过温度范围时会蜂鸣器响起，LED灯闪烁报警。  
**C语言代码如下：**

/*----------------------------
    FileName:TempratureMeasure.h
    Function: 头文件
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-21 16:21:00
    ----------------------------*/
    #include <reg52.h>
    #include <intrins.h>
    #include <string.h>
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    
    /*主模块端口定义*/
    sbit start = P3^4; // 启动温度测量
    sbit buzzer = P2^3;
    sbit led = P1^7;
    
    /*DS18B20测温模块端口定义*/
    sbit DQ = P2^2;
    
    /*LCD1602显示模块端口定义*/
    sbit lcdrs = P1^0;
    sbit lcdrw = P1^1;
    sbit lcden = P2^5;
    
    /*主模块函数声明*/
    void start18B20();
    void getTemprature();
    void setAlarmTemprature(uchar tHigh, uchar tLow);
    void tempratureAlarming();
    void timer0Init();
    
    /*1-wire总线模块函数声明*/
    void initResetBus();
    void writeByte18B20(uchar dat);
    void writeLogic1();
    void writeLogic0();
    void readByte18B20(uchar * dat);
    bit readBit();
    
    /*LCD1602显示模块函数声明*/
    void LCDInit();
    void display(float dat);
    void writeCommand(uchar command);
    void writeData(uchar dat);
    void delay(uint xms);

/*---------------------------------------------------------------
    FileName: main.c
    Function: 单片机通过1-wire总线协议控制DS18B20测量当前环境的温度，
    并将采集回的温度数据实时显示在LCD1602上。
    Description: 测温范围：-55°C ~ 125°C。超过温度范围时会蜂鸣器响起，
    LED灯闪烁报警。
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-21 11:26:22
    ----------------------------------------------------------------*/
    #include "TempratureMeasure.h"
    
    /*定义全局变量*/
    float temprature = 25; // 存放从18B20温度暂存器中读取的温度数据
    
    /*主函数*/
    void main(){
    	LCDInit();
    	timer0Init();
    //	setAlarmTemprature(0x28, 0x14); // 温度上下限设置为20~30摄氏度
    	start18B20();
    	while(1){
    		getTemprature();
    		display(temprature);
    		tempratureAlarming();
    	}
    }
    
    ///*设置18B20报警温度的上下限*/
    //void setAlarmTemprature(uchar tHigh, uchar tLow){
    //	initResetBus();
    //	delay(1);
    //	writeByte18B20(0xcc); // 总线上只有一个18B20, 跳过ROM序列检测
    //	writeByte18B20(0x4e); // 写暂存器指令
    //	writeByte18B20(tHigh); // 报警温度上限30摄氏度
    //	writeByte18B20(tLow); // 报警温度下限20摄氏度
    //}
    
    /*温度报警函数*/
    void tempratureAlarming(){
    	if(temprature < 20 || temprature > 30){ // 温度上下限为20~30摄氏度
    		buzzer = 0; // 开启蜂鸣器报警
    		TR0 = 1; // 启动timer0，LED闪烁报警
    	}else{
    		buzzer = 1;
    		TR0 = 0;
    	}
    }
    
    /*timer0用于LED灯闪烁计时*/
    void timer0Init(){
    	TMOD = 0x01; // timer0 定时模式 16位定时器 非门控启动
    	TH0 = (65536 - 50000) / 256; // 定时50ms
    	TL0 = (65536 - 50000) % 256;
    	ET0 = 1; // 开timer0溢出中断
    	EA = 1; // 开全局中断
    }
    
    /*timer0溢出中断服务程序*/
    void timer0Service() interrupt 1{
    	TH0 = (65536 - 50000) / 256; // 定时50ms
    	TL0 = (65536 - 50000) % 256;
    	led = ~led;
    }
    
    /*启动18B20开始从环境中获取温度*/
    void start18B20(){
    	initResetBus();
    	delay(1);
    	writeByte18B20(0xcc); // 总线上只有一个18B20, 跳过ROM序列检测
    	writeByte18B20(0x44); // 启动18B20开始温度转换
    }
    
    /*MCU从18B20的温度暂存器中读取温度*/
    void getTemprature(){
    	uchar tLow, tHigh;
    	uint result;
    	initResetBus(); // 复位总线
    	delay(1);
    	writeByte18B20(0xcc); // 总线上只有一个18B20, 跳过ROM序列检测
    	writeByte18B20(0xbe); // 启动18B20开始温度转换
    	readByte18B20(&tLow); // 读取温度暂存器中的低字节
    	readByte18B20(&tHigh); // 读取温度暂存器中的低字节
    	result = tHigh; // 高低字节合并成一个双字节数据
    	result <<= 8;
    	result |= tLow;
    	temprature = result * 0.0625; // 温度寄存器为12bit, 温度分辨率为0.0625
    }

/*-----------------------------
    FileName: 1-wireBus.c
    Function: 单总线操作相关的函数
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-21 16:23:34
    -----------------------------*/
    #include "TempratureMeasure.h"
    
    /*定义全局变量*/
    uint i; // 延时变量
    
    /*1-wire总线初始化(复位)函数*/
    void initResetBus(){
    	DQ = 0; // 主控设备将总线拉低(480us~960us), 使得总线处于初始化状态
    	i = 103; while(i) i--; // 将总线拉低870us
    	DQ = 1; // 释放总线并等待(15~60us)接收18B20的应答信号
    	i = 4; while(i) i--; // 延时等待45us
    	/*
    		若总线上存在18B20设备, 在检测到总线上引第8行释放总线而产生的上升沿信号后,
    		等待15~60us之后会将总线拉低60~240us
    	*/
    	
    //	ack = DQ; // 读取18B20的应答信号(若ack = 0, 则总线上存在18B20, 否则无)
    //	return ack;
    }
    
    /*向DS18B20写一个字节数据的函数*/
    void writeByte18B20(uchar dat){
    	bit bitFlag;
    	uchar i;
    	for(i = 0; i < 8; i++){
    		bitFlag = dat & 0x01;
    		dat >>= 1;
    		if(bitFlag){ // 写1
    			writeLogic1();
    		}else{ // 写0
    			writeLogic0();
    		}
    	}
    }
    
    /*向1-wire总线写逻辑1*/
    void writeLogic1(){
    	DQ = 0; // 将总线拉低至少1us声明要进行写操作(产生写时隙)
    	_nop_(); _nop_(); // 延时2 * 1.09us = 2.18us
    	DQ = 1; // 从产生写时隙开始在15us之内释放总线
    	i = 8; while(i) i--; // 延时71us
    }
    
    /*向1-wire总线写逻辑0*/
    void writeLogic0(){
    	DQ = 0; // 将总线拉低至少1us声明要进行写操作(产生写时隙)
    	i = 8; while(i) i--; // 延时71us
    	DQ = 1; // 从产生写时隙开始要将总线持续拉低至少60us
    	_nop_(); _nop_();
    }
    
    /*从1-wire总线上读取1byte数据*/
    void readByte18B20(uchar * dat){
    	uchar i, temp;
    	for(i = 0; i < 8; i++){
    		temp = readBit();
    		* dat = (temp << 7) | ((* dat) >> 1);
    	}
    }
    
    /*从1-wire总线上读取1bit数据*/
    bit readBit(){
    	bit dat;
    	DQ = 0; // 将总线拉低大于1us开始进入读总线时段
    	_nop_();
    	DQ = 1; // 释放总线
    	_nop_(); _nop_();
    	dat = DQ;
    	i = 8; while(i) i--; // 延时71us
    	return dat;
    }

/*-----------------------------
    FileName:display.c
    Function: LCD1602显示函数
    Author: Zhang Kaizhou
    Date: 2019-6-21 16:21:40
    ------------------------------*/
    #include "TempratureMeasure.h"
    
    uchar code table0[] = {"Welcome here"};
    uchar code table1[] = {"T:"};
    uchar code table2[] = {"0123456789"};
    uchar code table3[] = {"'C"};
    uchar num = 0;
    
    /*初始化LCD1602的设置*/
    void LCDInit(){
    	uchar i;
    	lcden = 0; // 拉低使能端，准备产生使能高脉冲信号
    	writeCommand(0x38); // 显示模式设置(16x2， 5x7点阵，8位数据接口)
    	writeCommand(0x0c); // 开显示，不显示光标
    	writeCommand(0x06); // 写一个字符后地址指针自动加1
    	writeCommand(0x01); // 显示清零，数据指针清零
    	
    	/*LCD上电界面*/
    	writeCommand(0x80); // 将数据指针定位到第一行首
    	for(i = 0; i < strlen(table0); i++){
    		writeData(table0[i]);
    		delay(5);
    	}
    	
    	writeCommand(0x80 + 0x40); // 将数据指针定位到第二行首
    	for(i = 0; i < strlen(table1); i++){
    		writeData(table1[i]);
    		delay(5);
    	}
    }
    
    /*LCD显示函数*/
    void display(float dat){
    	uchar i;
    	writeCommand(0x80 + 0x40 + strlen(table1));
    	writeData(table2[(uchar)((uchar)(dat / 100))]); // 显示温度的百位
    	delay(5);
    	writeData(table2[(uchar)dat % 100 / 10]); // 显示温度的十位
    	delay(5);
    	writeData(table2[(uchar)dat % 10]); // 显示温度的个位
    	delay(5);
    	writeData('.'); // 显示小数点
    	delay(5);
    	writeData(table2[(uchar)(dat * 10) % 10]); // 显示温度的十分位
    	delay(5);
    	writeData(table2[(uchar)(dat * 100) % 10]); // 显示温度的百分位
    	delay(5);
    	for(i = 0; i < strlen(table3); i++){
    		writeData(table3[i]);
    		delay(5);
    	}
    }
    
    /*写指令函数*/
    void writeCommand(uchar command){
    	lcdrs = 0; // 命令选择
    	lcdrw = 0;
    	P0 = command;
    	delay(5);
    	
    	lcden = 1; // 产生一个正脉冲使能信号
    	delay(5);
    	lcden = 0;
    }
    
    /*写数据函数*/
    void writeData(uchar dat){
    	lcdrs = 1; // 数据选择
    	lcdrw = 0;
    	P0 = dat;
    	delay(5);
    	
    	lcden = 1;
    	delay(5);
    	lcden = 0;
    }
    
    /*延时xms函数*/
    void delay(uint xms){
    	uint i, j;
    	for(i = xms; i > 0; i--)
    		for(j = 110; j > 0; j--);
    }