多个传感器温度监测系统仿真图

用单片机控制DS18B20温度传感器，可测量温度读取数据，并对DS18B20转换后的数据进行处理，最终在显示器上显示出测量的温度值。

1 硬件设计

如图8-9所示为一个由单总线构成的多个DS18B20温度传感器监测系统仿真图。

图8-9 单总线构成的多温度监测系统仿真图

在图8-9中，4个温度传感器DS18B20通过4个电子开关闭合挂在单片机P1.7单总线上。采用寄生供电模式，4个DS18B20编号自上向下为1、2、3、4。要求6个数码管循环显示4个传感器温度值，显示格式为：自左向右，第1位，DS18B20的编号；第2位，不显（灭）；后4位显示相应DS18B20温度值（BCD码）。小数与字形码的对应关系见表8-5。

表8-5 小数与字形码的对应关系

2 程序设计

/***DS18B20_onewire.A51***/

DQ BIT P1.7

TEMP_9byte EQU 50H；转换温度值保存单元首地址

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0020H

MOV SP，#60H

MAIN：LCALL GET_TEMP；调用读转换子程序

LCALL BCD_CONV；调用BCD码显示格式转换子程序

LCALL DISPLAY；调用数码管显示子程序

SJMP MAIN

/******读转换子程序******/

GET_TEMP：MOV R0，#TEMP_9byte

LCALL INT；调用初始化子程序

MOV A，#0CCH

LCALL WRBYTE；送入忽略ROM命令

MOV A，#44H

LCALL WRBYTE；送入温度转换命令

LCALL INT；温度转换完成，再次初始化

MOV A，#0CCH

LCALL WRBYTE；送入忽略ROM命令

MOV A，#0BEH

LCALL WRBYTE；送入读温度暂存器命令

LCALL RDBYTE

MOV @R0，A；读出温度值低字节存入温度值保存单元

INC R0；转换温度值保存单元地址+1

LCALL RDBYTE

MOV @R0，A；读出温度值高字节存入温度值保存单元

MOV 73H，R0；暂存转换温度值保存单元地址

RET

/******初始化子程序******/

INT：CLR EA；关中断

L0：CLR DQ；总线低电平复位

MOV R2，#240

L1：DJNZ R2，L1；总线复位保持480μs

SETB DQ；释放总线

MOV R2，#30

L4：DJNZ R2，L4；释放总线保持60μs

CLR C；进位C清0

ORL C，DQ

JC L0；有应答信号吗？无则重新来

MOV R6，#20；有应答，保持90μs

L5：ORL C，DQ

JC L3

DJNZ R6，L5

SJMP L0

L3：MOV R2，#240

L2：DJNZ R2，L2

SETB EA；开中断

RET

/******写一个字节子程序******/

WRBYTE：CLR EA；关中断

MOV R3，#8；写入DS18B20的字节数，一个字节8位，存在A中

WR1：SETB DQ

MOV R4，#8

RRC A；把一个字节分成8位移给C

CLR DQ；开始写入DS18B20总线复位低电平状态

WR2：DJNZ R4，WR2；总线复位保持16μs

MOV DQ，C；写入一位

MOV R4，#20

WR3：DJNZ R4，WR3；等待40μs

DJNZ R3，WR1；写入下一位

SETB DQ；重新释放总线

SETB EA

RET

/******读一个字节******/

RDBYTE：CLR EA

MOV R6，#8

RE1：CLR DQ；读之前总线保持为低(www.xing528.com)

MOV R4，#4

NOP

SETB DQ；释放总线

RE2：DJNZ R4，RE2；持续8μs

MOV C，DQ；从总线读得一个位

RRC A；把读的位移给A

MOV R5，#30

RE3：DJNZ R5，RE3；持续60μs

DJNZ R6，RE1；读下一个位

SETB DQ

RET

/******BCD码显示格式转换子程序******/

BCD_CONV：MOV 79H，#11H；获取不亮字形码索引

MOV 7AH，#11H

MOV R0，73H；温度值高字节的地址送R0

MOV A，@R0；读A-D转换的高8位

ANL A，#0FH；获取低4位数值

SWAP A；高低字节交换，获得12位转换值的高4位

MOV R3，A；保存高4位

DEC R0

MOV A，@R0；读A-D转换的低8位

ANL A，#0F0H；获得12位转换值的中4位

SWAP A

ORL A，R3；将12位转换值的高、中4位转换得整数部分

JB ACC.7，NEGAT；判断该值符号位，负数转DATA2处

CHANG：MOV B，#100

DIV AB；正数除以100

MOV 7BH，A；获得百位数送显示缓冲区7BH单元

CHANG1：MOV A，B

MOV B，#10

DIV AB；除以100后的余数除以10

MOV 7CH，A；获得十位数送显示缓冲区7CH单元

MOV 7DH，B；个位数送显示缓冲区7DH单元

MOV A，@R0；读取采集的第二字节低8位值

JB ACC.3，XIAOSU；判断小数最高位是1转XIAOSU

MOV 7EH，#00H；第二字节最高位为0，送0到显示缓冲区7EH单元

AJMP DATAEND

XIAOSU：MOV 7EH，#05H；第二字节最高位为1，送5到显示缓冲区7EH单元

DATAEND：RET

NEGAT：CPL A；采集值为负值，求取补码的原码值

INC A

MOV 7BH，#10H；将能获取符号的字形码送显示缓冲区7BH单元

AJMP CHANG1

/******数码管显示子程序******/

DISPLAY：MOV R0，#79H；显示缓冲区首地址送R0

MOV R3，#01H ；字位码送R3保存

MOV A，R3

LD0：MOV P2，A；字位码送位码端口P2，点亮该位

MOV A，@R0；取出一位要显示数据

MOV DPTR，#TAB1；表首地址送DPTR

MOVC A，@A+DPTR；查表获取该数据的字形码

CJNE R3，#10H，DIR1；判断带小数点位

ANL A，#7FH；获取带小数点字形码

DIR1：MOV P0，A；字形码送段码端口P0

ACALL DL11；调用延时子程序

INC R0 ；缓冲区地址加1

MOV A，R3；取出位码

JB ACC.5，LD1；判断6位数码管显示完？是转LD1

RL A；未完左移一位

MOV R3，A；保存位码

AJMP LD0

LD1：RET；子程序返回

TAB1：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H

DB 82H，0F8H，80H，90H，88H，83H，0C6H，0A1H

DB 86H，8EH，0BFH，0FFH，0FFH

/******延时子程序******/

DL11：MOV R7，#02H

DL：MOV R6，#0FFH

DL6：DJNZ R6，DL6

DJNZ R7，DL

RET

END

3 LCD显示温度测试

在图8-10所示电路中使用LCD替换数码管进行显示，即在例中的程序里增加了调用子程序（读ROM）方式，程序运行可在LCD中显示出DS18B20的ROM编码，每只DS18B20都有一个唯一存储在ROM中的64位编码，最低8位是单线系列编码28H，接着的48位是一个唯一的序列号，最高8位是以上56位的CRC编码。图8-10所示电路可以用DS18B20独有的64位芯片序列号（ID）辨认器件。电路设置单片机端口一条线作为单总线，具有单总线特性DS18B20作为从芯片，DS18B20传感电路通常通过在数据线和VCC之间连一个分立电阻实现。

DS18B20温度传感器内部有温度上下限的限制，当测试温度超过限制值时，对应LED灯闪烁，按键开关切换显示转换输出。

图8-10 LCD显示温度测试