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DS18B20原理及程序编写（一）概述DS18B20为单总线12位（二进制）温度读数。
内部有64位唯一的ID编码。
工作电压从3.0～5.5V。
测量温度范围从-55℃～125℃。
最高±0.0625℃分辩率。
其内部结构如下图所示。
DS18B20的核心功能是直接数字温度传感器。
温度传感器可以配置成9、10、11和12位方式。
相应的精度分别为：0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。
默认的分辨率为12位。
DS18B20在空闲低功耗状态下加电（寄生电源工作方式）。
主机必须发出Convert T [44h]命令使其对测量温度进行A-D转换。
接下来进行采集转换，结果存于两字节高速温度寄存器并返回到空闲低功耗状态。
如果DS18B20在外部VDD供电方式下，单片机可以在发出Convert T 命令并总线为1时（总线为0表示正在转换）发出“read time slots”命令。
DS18B20芯片内部共有8字节的寄存器，其中地址编号0,1为温度寄存器，里面存储着DS18B20温度转换后的AD值，其格式如表1所示。
地址编号2,3为温度报警寄存器，里面为报警设定值，地址编号4为配置寄存器（这三个寄存器在读取之前请使用“重新调入EEPROM”命令将存储在EEPROM里的内容调出，同样，在向温度报警寄存器里写入内容后，也要使用“复制到存储器”命令48H将温度报警寄存器内的内容存入EEPROM当中，以免掉电丢失数据）。
DS18B20内部寄存器映射如下图所示。
配置寄存器的格式如表2和表3所示。
DS18B20内部寄存器映射表1 温度寄存器的格式表2 配置寄存器的格式表3 温度分辨率配置DS18B20使用单总线工作方式，其通信协议以电平的高平时间作为依据，其基本时序有复位时序，写时序、读时序。
//********************************************************************** //** 文件名：DS18B20.c//** 说明：DS18B20驱动程序文件//----------------------------------------------------------------------//** 单位：//** 创建人：张雅//** 创建时间：2010-01-20//** 联系方式：QQ：276564402//** 版本：V1.0//----------------------------------------------------------------------//**********************************************************************//----------------------------------------------------------------------//** 芯片：AT89S52//** 时钟：11.0592MHz//** 其它：这个文档为18B20的驱动程序，引用了数码管的驱动。
最近天气热了，想要是做个能显示温度的小设备就好了，于是想到DIY个电子温度计，网上找了很多资料，结合自己的材料，设计了这个用单片机控制的实时电子温度计。
作为单片机小虾的我做这个用了2天时间，当然是下班后，做工不行见谅了。
主要元件用到了单片机STC89C54RD+，DB18B20温度传感器，4为共阳数码管，PNPS8550三极管等。
先上原理图：洞洞板布局图：然后就是实物图了：附上源程序：程序是别人写的，我只是自己修改了下，先谢谢原程序者的无私奉献。
#include"reg52.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P3^4; //温度数据口sbit wx1=P2^0; //位选1sbit wx2=P2^1; //位选2sbit wx3=P2^2; //位选3sbit wx4=P2^3; //位选4unsigned int temp, temp1,temp2, xs;uchar code table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99, //共阳数码管0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6};/******延时程序*******/void delay1(unsigned int m){unsigned int i,j;for(i=m;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void delay(unsigned int m) //温度延时程序{while(m--);}void Init_DS18B20(){unsigned char x=0;DQ = 1; //DQ复位ds18b20通信端口delay(8); //稍做延时DQ = 0; //单片机将DQ拉低delay(80); //精确延时大于480usDQ = 1; //拉高总线delay(4);x=DQ; //稍做延时后如果x=0那么初始化成功x=1那么初始化失败delay(20);}/***********ds18b20读一个字节**************/uchar ReadOneChar(){unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i--){DQ = 0; // 高电平拉成低电平时读周期开始dat>>=1;DQ = 1; // 给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80; //delay(4);}return(dat);}/*************ds18b20写一个字节****************/void WriteOneChar(unsigned char dat){unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i--){DQ = 0; //从高电平拉至低电平时,写周期的开始DQ = dat&0x01; //数据的最低位先写入delay(5); //60us到120us延时DQ = 1;dat>>=1; //从最低位到最高位传入}}/**************读取ds18b20当前温度************/void ReadTemperature(){unsigned char a=0;unsigned b=0;unsigned t=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作/WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换delay(5); // this message is wery importantInit_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度存放器等〔共可读9个存放器〕前两个就是温度/ delay(5);a=ReadOneChar(); //读取温度值低位/b=ReadOneChar(); //读取温度值高位/temp1=b<<4; //高8位中后三位数的值temp1+=(a&0xf0)>>4; //低8位中的高4位值加上高8位中后三位数的值temp1室温整数值temp2=a&0x0f; //小数的值temp=((b*256+a)>>4); //当前采集温度值除16得实际温度值zhenshuxs=temp2*0.0625*10; //小数位,假设为0.5那么算为5来显示xs小数xiaoshu }void wenduxianshi(){wx1=0;P0=table[temp/10]; //显示百位delay1(5);wx1=1;wx2=0;P0=table[temp%10]+0x80; //显示十位加上0x80就显示小数点了。
/*******************代码部分**********************//*************** writer:shopping.w ******************/ #include <reg52.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define delayNOP() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}sbit DQ = P3^3;sbit LCD_RS = P2^0;sbit LCD_RW = P2^1;sbit LCD_EN = P2^2;uchar code Temp_Disp_Title[]={"Current Temp : "};uchar Current_Temp_Display_Buffer[]={" TEMP: "};uchar code Temperature_Char[8] ={0x0c,0x12,0x12,0x0c,0x00,0x00,0x00,0x00};uchar code df_Table[]=0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9};uchar CurrentT = 0;uchar Temp_Value[]={0x00,0x00}; uchar Display_Digit[]={0,0,0,0};bit DS18B20_IS_OK = 1;void DelayXus(uint x){uchar i;while(x--){for(i=0;i<200;i++);}}bit LCD_Busy_Check(){bit result;LCD_RS = 0;LCD_RW = 1;LCD_EN = 1;delayNOP();result = (bit)(P0&0x80);LCD_EN=0;return result;}void Write_LCD_Command(uchar cmd) {while(LCD_Busy_Check());LCD_RS = 0;LCD_RW = 0;LCD_EN = 0;_nop_();_nop_();P0 = cmd;delayNOP();LCD_EN = 1;delayNOP();LCD_EN = 0;}void Write_LCD_Data(uchar dat){while(LCD_Busy_Check());LCD_RS = 1;LCD_RW = 0;LCD_EN = 0;P0 = dat;delayNOP();LCD_EN = 1;delayNOP();LCD_EN = 0;}void LCD_Initialise(){Write_LCD_Command(0x01);DelayXus(5);Write_LCD_Command(0x38);DelayXus(5);Write_LCD_Command(0x0c);DelayXus(5);Write_LCD_Command(0x06);DelayXus(5);}void Set_LCD_POS(uchar pos){Write_LCD_Command(pos|0x80); }void Delay(uint x){while(--x);}uchar Init_DS18B20(){uchar status;DQ = 1;Delay(8);DQ = 0;Delay(90);DQ = 1;Delay(8);DQ = 1;return status;}uchar ReadOneByte(){uchar i,dat=0;DQ = 1;_nop_();for(i=0;i<8;i++){DQ = 0;dat >>= 1;DQ = 1;_nop_();_nop_();if(DQ)dat |= 0X80;Delay(30);DQ = 1;}return dat;}void WriteOneByte(uchar dat) {uchar i;for(i=0;i<8;i++){DQ = 0;DQ = dat& 0x01;Delay(5);DQ = 1;dat >>= 1;}}void Read_Temperature(){if(Init_DS18B20()==1)DS18B20_IS_OK=0;else{WriteOneByte(0xcc);WriteOneByte(0x44);Init_DS18B20();WriteOneByte(0xcc);WriteOneByte(0xbe);Temp_Value[0] = ReadOneByte();Temp_Value[1] = ReadOneByte();DS18B20_IS_OK=1;}}void Display_Temperature(){uchar i;uchar t = 150, ng = 0;if((Temp_Value[1]&0xf8)==0xf8){Temp_Value[1] = ~Temp_Value[1];Temp_Value[0] = ~Temp_Value[0]+1;if(Temp_Value[0]==0x00)Temp_Value[1]++;ng = 1;}Display_Digit[0] = df_Table[Temp_Value[0]&0x0f];CurrentT = ((Temp_Value[0]&0xf0)>>4) | ((Temp_Value[1]&0x07)<<4);Display_Digit[3] = CurrentT/100;Display_Digit[2] = CurrentT%100/10;Display_Digit[1] = CurrentT%10;Current_Temp_Display_Buffer[11] = Display_Digit[0] + '0';Current_Temp_Display_Buffer[10] = '.';Current_Temp_Display_Buffer[9] = Display_Digit[1] + '0';Current_Temp_Display_Buffer[8] = Display_Digit[2] + '0';Current_Temp_Display_Buffer[7] = Display_Digit[3] + '0';if(Display_Digit[3] == 0)Current_Temp_Display_Buffer[7] = ' ';if(Display_Digit[2] == 0&&Display_Digit[3]==0)Current_Temp_Display_Buffer[8] = ' ';if(ng){if(Current_Temp_Display_Buffer[8] == ' ')Current_Temp_Display_Buffer[8] = '-';else if(Current_Temp_Display_Buffer[7] == ' ')Current_Temp_Display_Buffer[7] = '-';elseCurrent_Temp_Display_Buffer[6] = '-';}Set_LCD_POS(0x00);for(i=0;i<16;i++){Write_LCD_Data(Temp_Disp_Title[i]);}Set_LCD_POS(0x40);for(i=0;i<16;i++){Write_LCD_Data(Current_Temp_Display_Buffer[i]);}Set_LCD_POS(0x4d);Write_LCD_Data(0x00);Set_LCD_POS(0x4e);Write_LCD_Data('C');}void main(){LCD_Initialise();Read_Temperature();Delay(50000);Delay(50000);while(1){Read_Temperature();if(DS18B20_IS_OK)Display_Temperature();DelayXus(100);}}。
DS18B20温度传感器数字温度传感器DS18B20是由Dallas半导体公司生产的，它具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样（如图1.1.1），适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
图1.1.1引脚说明：GND为接地引脚；DQ为数据输入输出脚。
用于单线操作，漏极开路；VCC接电源正；单总线通常要求接一个约4.7K左右的上拉电阻，这样，当总线空闲时，其状态为高电平。
如图1.1.2是温度传感器DS18B20的接线图图1.1.2温度传感器DS18B20的参数：●适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电●温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃●可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温●在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快●被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出●有两种供电方式既可以直接加 3.0～5.5V的电源，也可以采用寄生电源方式由数据线供电DS18B20内部结构及功能：DS18B20的内部结构如图1.1.3所示。
主要包括：寄生电源，温度传感器，64位ROM和单总线接口，存放中间数据的高速暂存器RAM，用于存储用户设定温度上下限值的TH和TL触发器，存储与控制逻辑，8位循环冗余校验码（CRC）发生器等7部分。
开始8位是产品类型的编号，接着共有48 位是DS18B20 唯一的序列号。
最后8位是前面56 位的CRC 检验码，这也是多个DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。
高速暂存存储器:高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如图所示。
高速暂存存储器字节0~1 温度寄存器当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。
转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1，2字节。
DS18B20汇编程序;实验目的：熟悉DS18B20的使用;六位数码管显示温度结果，其中整数部分2位，小数部分4位;每次按下RB0键后进行一次温度转换。
;硬件要求：把DS18B20插在18B20插座上; 拨码开关S10第1位置ON，其他位置OFF; 拨码开关S5、S6全部置ON，其他拨码开关全部置OFF;*****************以下是暂存器的定义*****************************#INCLUDE<P16F877A.INC>#DEFINE DQ PORTA,0 ;18B20数据口__CONFIG_DEBUG_OFF&_CP_ALL&_WRT_HALF&_CPD_ON&_LVP_OFF&_BODEN_OFF&_PWRTE_ON&_WDT_OFF&_HS _OSCCBLOCK 20HDQ_DELAY1DQ_DELAY2TEMPTEMP1TEMP2 ;存放采样到的温度值TEMP3COUNTCOUNT1ENDCTMR0_VALUE EQU 0AH ;寄存器初值为6，预分频比1：4，中断一次时间为4*（256-6）=1000usDQ_DELAY_VALUE1 EQU 0FAHDQ_DELAY_VALUE2 EQU 4H;**********************以下是程序的开始************************ ORG 00HNOPGOTO MAIN ;入口地址ORG 04HRETFIE ;在中断入口出放置一条中断返回指令，防止干扰产生中断TABLEADDWF PCL,1RETLW 0C0H ;0的编码（公阳极数码管）RETLW 0F9H ;1的编码RETLW 0A4H ;2的编码RETLW 0B0H ;3的编码RETLW 99H ;4的编码RETLW 92H ;5的编码RETLW 082H ;6RETLW 0F8H ;7RETLW 080H ;8RETLW 090H ;9;***************************主程序******************************* MAINCLRF PORTACLRF PORTBBANKSEL TRISACLRF TRISA ;A口所有先设置为输出CLRF TRISDMOVLW 01HMOVWF TRISB ;B0口为输入，其他为输出MOVLW 06HMOVWF ADCON1 ;关闭所有A/D口MOVLW 01HMOVWF OPTION_REG ;分频比1：4，定时器，内部时钟源BCF STATUS,RP0CLRF TEMPCLRF TEMP1CLRF TEMP2 ;清零临时寄存器MOVLW 8HMOVWF COUNTMOVLW 38HMOVWF FSRCLRF INDFINCF FSR,1DECFSZ COUNT,1GOTO $-3;****************************循环处理部分************************;先启动18B20温度转换程序，在判断温度转换是否完成（需750us）;未完成则调用显示子程序，直到完成温度转换;完成后读取温度值;送LCD显示LOOPBTFSC PORTB,0 ;判断温度转换按键是否按下GOTO LOOP1 ;否，转显示CALL DELAY ;消抖BTFSC PORTB,0 ;再次判断GOTO LOOP1CALL RESET_18B20 ;调用复位18B20子程序MOVLW 0CCHMOVWF TEMPCALL WRITE_18B20 ;SKIP ROM命令MOVLW 44HMOVWF TEMPCALL WRITE_18B20 ;温度转换命令CLRF STATUSCALL DELAY_750MS ;调用温度转换所需要的750MS延时NOPCALL RESET_18B20MOVLW 0CCHMOVWF TEMPCALL WRITE_18B20 ;SKIP ROM命令MOVLW 0BEHMOVWF TEMPCALL WRITE_18B20 ;读温度命令CALL READ_18B20 ;调用读温度低字节MOVFW TEMPMOVWF TEMP1 ;保存到TEMP1CALL READ_18B20 ;调用读温度高字节MOVFW TEMPMOVWF TEMP2 ;保存到TMEP2CALL RESET_18B20LOOP1CALL TEMP_CHANGE ;调用温度转换程序CALL DISPLAY ;调用LCD显示程序GOTO LOOP ;循环工作;*********************复位DS18B20子程序************************** RESET_18B20;根据DATASHEET介绍,写数据时应遵照如下规定：;主控制器把总线拉低至少480us，;18B20等待15-60us后，把总线拉低做为返回给控制器的应答信号BANKSEL TRISABCF TRISA,0BCF STATUS,RP0BCF DQMOVLW 0A0HMOVWF COUNT ;160USDECFSZ COUNT,1GOTO $-1 ;拉低480usBSF DQ ;释放总线MOVLW 14HMOVWF COUNTDECFSZ COUNT,1GOTO $-1 ;等待60usBANKSEL TRISABSF TRISA,0 ;DQ设置为输入BCF STATUS,RP0BTFSC DQ ;数据线是否为低GOTO RESET_18B20 ;否则继续复位MOVLW 4HMOVWF COUNTDECFSZ COUNT,1 ;延时一段时间后再次判断GOTO $-1BTFSC DQGOTO RESET_18B20MOVLW 4BHMOVWF COUNTDECFSZ COUNT,1GOTO $-1BANKSEL TRISABCF TRISA,0 ;DQ设置为输出BCF STATUS,RP0RETURN;*********************写DS18B20子程序**************************** WRITE_18B20;根据DATASHEET介绍,写数据时应遵照如下规定：;写数据0时，主控制器把总线拉低至少60us;写数据1时，主控制器把总线拉低，但必须在15us内释放MOVLW 8HMOVWF COUNT ;8位数据BANKSEL TRISABCF TRISA,0BCF STATUS,RP0BCF STATUS,CWRITE_18B20_1BSF DQ ;先保持DQ为高MOVLW 5HMOVWF COUNT1BCF DQ ;拉低DQ15usDECFSZ COUNT1,1GOTO $-1RRF TEMP,1BTFSS STATUS,C ;判断写的数据为0还是1GOTO WRITE_0BSF DQ ;为1，立即拉高数据线GOTO WRITE_ENDWRITE_0BCF DQ ;继续保持数据线为低WRITE_ENDMOVLW 0FHMOVWF COUNT1 ;保持45msDECFSZ COUNT1,1GOTO $-1BSF DQ ;释放总线DECFSZ COUNT,1 ;是否写完8位数据GOTO WRITE_18B20_1RETURN;**********************读DS18B20子程序**************************** READ_18B20;根据DATASHEET介绍,读数据时应遵照如下规定：;读数据0时，主控制器把总线拉低后，18B20再把总线拉低60us;读数据1时，主控制器把总线拉低后，保持总线状态不变;主控制器在数据线拉低后15us内读区数据线上的状态。
单片机原理及应用课程设计报告书题目：DS18B20数字温度计姓名: 李成学号：133010220指导老师：周灵彬设计时间： 2015年1月目录1. 引言 (3)1。
1.设计意义31.2。
系统功能要求32。
方案设计 (4)3. 硬件设计 (4)4. 软件设计 (8)5。
系统调试106. 设计总结 (11)7. 附录 (12)8. 参考文献 (15)DS18B20数字温度计设计1.引言1.1. 设计意义在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持。
其缺点如下:●硬件电路复杂;●软件调试复杂；●制作成本高.本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,测温范围为—55~125℃，最高分辨率可达0。
0625℃。
DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的热点。
1.2. 系统功能要求设计出的DS18B20数字温度计测温范围在0～125℃，误差在±1℃以内，采用LED数码管直接读显示.2. 方案设计按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成:主控制器、测温电路和显示电路.数字温度计总体电路结构框图如4。
1图所示:图4.13。
硬件设计温度计电路设计原理图如下图所示，控制器使用单片机AT89C2051,温度传感器使用DS18B20，使用四位共阳LED 数码管以动态扫描法实现温度显示。
AT89C51 主 控制器 DS18B20 显示电路 扫描驱动主控制器单片机AT89C51具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用.系统可用两节电池供电。
AT89C51的引脚图如右图所示：VCC：供电电压。
通信工程学院课程设计任务书题目DS18B20数字温度计设计课程名称单片机原理及应用B专业班级学生姓名学号设计地点指导教师设计起止时间：年月日至年月日目录一、绪论 (2)1.1 设计目的 (2)1.2设计内容 (2)1.3设计要求 (2)二、基本设计 (3)2.1 基本思路 (3)2.2系统设计原理…………………………………………………………………………….,32.3系统组成 (3)三、系统硬件设计 (6)3.1系统电路接线图 (6)3.2 主系统 (6)3.3 显示电路LM016L (9)3.4 蜂鸣器报警 (10)3.5 DS18B20传感器 (10)四、系统软件设计 (14)4.1具体步骤和设计内容 (14)4.1程序流程图................................................................................................. ..1234.2源程序清单.................................................................................................... 16.五、结果验证5.1测试结果 (23)5.2仿真结果 (23)六、学习小结错误！未定义书签。
、参考文献……………………………………………………………绪论1.1 设计目的1．掌握单总线协议的基本特点及通信过程；2. 掌握数字温度传感器DS18B20的基本特点及单总线控制协议；3. 掌握单片机IO端口模拟单总线时序控制程序的编写方法；4.掌握LCD液晶显示器的显示驱动方法。
1.2设计内容（1）基本内容：在nKDE51单片机实验教学系统上，利用DS18B20数字温度传感器连续测试环境温度，对测试数据进行处理计算，在RT-1602字符点阵LCD上实时显示环境温度值；（2）附加内容：实现环境温度越限告警功能。
DS18B20单线数字温度传感器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，体积更小、适用电压更宽、更经济。
一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建温度传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
DS18B20、DS1822 “一线总线”数字化温度传感器同DS1820一样，支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内，精度为±0.5°C，而DS1822的精度较差为± 2°C 。
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。
DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C，分辨率设定，以及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。
DS1822与DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。
省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±2°C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。
继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。
DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。
1、 DS18B20性能特点DS18B20的性能特点：①采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位），②测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,③内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，④适配各种单片机或系统机，⑤用户可分别设定各路温度的上、下限，⑥内含寄生电源。
水温控制系统摘要：该水温控制系统采用单片机进行温度实时采集与控制。
温度信号由“一线总线”数字化温度传感器DS18B20提供，DS18B20在-10～+85°C范围内, 固有测温分辨率为0.5 ℃。
水温实时控制采用继电器控制电热丝和风扇进行升温、降温控制。
系统具备较高的测量精度和控制精度，能完成升温和降温控制。
关键字： AT89C51 DS18B20 水温控制Abstract: This water temperature control system uses the Single Chip Microcomputer to carry on temperature real-time gathering and controling. DS18B20, digitized temperature sensor, provides the temperature signal by "a main line". In -10～+85℃the scope, DS18B20’s inherent measuring accuracy is 0.5 ℃. The water temperature real-time control system uses the electricity nichrome wire carring on temperature increiseament and operates the electric fan to realize the temperature decrease control. The system has the higher measuring accuracy and the control precision, it also can complete the elevation of temperature and the temperature decrease control.Key Words:AT89C51 DS18B20 Water temperature control目录1. 系统方案选择和论证 (2)1.1 题目要求 (2)1.1.1 基本要求 (2)1.1.2 发挥部分 (2)1.1.3 说明 (2)1.2 系统基本方案 (2)1.2.1 各模块电路的方案选择及论证 (2)1.2.2 系统各模块的最终方案 (5)2. 硬件设计与实现 (6)2.1系统硬件模块关系 (6)2.2 主要单元电路的设计 (6)2.2.1 温度采集部分设计 (6)2.2.2 加热控制部分 (8)2.2.3 键盘、显示、控制器部分 (8)3. 系统软件设计 (10)3.1 读取DS18B20温度模块子程序 (10)3.2 数据处理子程序 (10)3.3 键盘扫描子程序 (12)3.4 主程序流程图 (13)4. 系统测试 (14)4.1 静态温度测试 (14)4.2动态温控测量 (14)4.3结果分析 (14)附录1：产品使用说明 (15)附录2：元件清单 (15)附录3：系统硬件原理图 (16)附录4：软件程序清单 (17)参考文献 (26)1.系统方案选择和论证1.1题目要求设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1L净水，容器为搪瓷器皿。
基于AT89C51单片机和DS18B20的数字温度计1课题说明随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。
这里设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。
本设计选用AT89C51型单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器,通过LCD1602实现温度显示。
通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在0℃～100℃最大线性偏差小于0.01℃。
该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。
另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。
2 实现方法采用数字温度芯片DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。
采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和AT89C51单片机构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,也可直接与计算机连接。
采用AT89C51单片机控制，软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便。
该系统利用AT89S51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限温度。
该系统扩展性非常强。
该测温系统电路简单、精确度较高、实现方便、软件设计也比较简单。
系统框图如图1所示。
图1 DS18B20温度测温系统框图3 硬件设计3.1 单片机最小系统设计3.1.1 电源电路VCC图2 电源电路3.1.2 振荡电路与复位电路图3 振荡电路图4 复位电路3.2 DS18B20与单片机的接口电路图5 DS18B20与单片机的接口电路3.3 PROTEUS仿真电路图图6 PROTEUS仿真电路图4 软件设计系统程序主要包括主程序、读取温度子程序、数据转换子程序、显示数据子程序等。
4.1 程序流程4.1.1 主程序流程图主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。
这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图7所示。
图7 主程序流程图4.1.2 各子程序流程图1、初始化程序所有操作都必须由初始化脉冲开始，波形如图，单片机先输出一个480～960us低电平到DQ引脚，再将DQ引脚置高电平，过15～60us后检测DQ引脚状态，若为低电平则DS18B20工作正常，否则初始化失败，不能正常测量温度。
2、读取温度子程序读取温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。
主要包括以下三个命令：（1）写暂存器命令【4EH】这个命令为由TH寄存器开始向DS18B20暂存器写入数据，4EH命令后的3字节数据将被保存到暂存器的地址2、3、4（TH、TL、CONFIG）三个字节。
所有数据必须在复位脉冲前写完。
即如果只想写一个字节的数据到地址2，可按如下流程：1、初始化;2、写0CCH，跳过ROM检测;3、写4EH;4、写1字节数据;5、复位,即向DQ输出480~960us低电平（2）读暂存命令【BEH】这个命令由字节0读取9个暂存器内容，如果不需要读取所有暂存内容，可随时输出复位脉冲终止读取过程（3）转换温度命令【44H】这个命令启动温度转换过程。
转换温度时DS18B20保持空闲状态，此时如果单片机发出读命令， DS18B20将输出0直到转换完成，转换完成后将输出1。
图8 读取温度子程序3、写流程图写时隙：写时隙由DQ引脚的下降沿引起。
18B20有写1和写0两种写时隙。
所有写时隙必须持续至少60μs，两个时隙之间至少有1μs的恢复时间。
DS18B20在DQ下降沿后15μs~60μs间采样DQ引脚，若此时DQ为高电平，则写入一位1，若此时DQ为低电平，则写入一位0，如图9所示。
所以，若想写入1，则单片机应先将DQ置低电平，15us后再将DQ置高电平，持续45μs；若要写入0，则将DQ置低电平，持续60μs。
图9 写流程图4、读流程图读时隙：读时隙由DQ下降沿引起，持续至少1μs的低电平后释放总线（DQ置1）DS18B20的输出数据将在下降沿15μs后输出，此时单片机可读取1位数据。
读时隙结束时要将DQ置1。
所有读时隙必须持续至少60μs，两个时隙之间至少有1μs的恢复时间。
图10 读流程图4.4 汇编语言程序源代码DATA_BUS BIT P3.3FLAG BIT 00HTEMP_L EQU 30H TEMP_H EQU 31H TEMP_DP EQU 32H TEMP_INT EQU 33H TEMP_BAI EQU 34H TEMP_SHI EQU 35H TEMP_GE EQU 36H DIS_BAI EQU 37H DIS_SHI EQU 38H DIS_GE EQU 39H DIS_DP EQU 3AH DIS_ADD EQU 3BHORG 0000HAJMP STARTORG 0050H START:MOV SP, #40HMAIN: LCALL READ_TEMP LCALL PROCESSAJMP MAIN;读温度程序READ_TEMP:LCALL RESET_PULSEMOV A, #0CCHLCALL WRITEMOV A, #44HLCALL WRITELCALL DISPLAYLCALL RESET_PULSEMOV A, #0CCHLCALL WRITEMOV A, #0BEHLCALL WRITELCALL READRET;复位脉冲程序RESET_PULSE:RESET: SETB DATA_BUSNOPNOPCLR DATA_BUSMOV R7, #255DJNZ R7, $SETB DATA_BUSMOV R7, #30DJNZ R7,$JNB DATA_BUS, SETB_FLAG CLR FLAGAJMP NEXTSETB_FLAG:SETB FLAGNEXT: MOV R7, #120DJNZ R7, $SETB DATA_BUSJNB FLAG, RESETRET;写命令WRITE: S ETB DATA_BUSMOV R6, #8CLR CWRITING:CLR DATA_BUSMOV R7, #5DJNZ R7, $RRC AMOV DATA_BUS, CMOV R7, #30HDJNZ R7, $SETB DATA_BUSNOPDJNZ R6, WRITINGRET;循环显示段位DISPLAY:MOV R4, #200DIS_LOOP:MOV A, DIS_DPMOV P2, #0FFHMOV P0, ACLR P2.7LCALL DELAY2MSMOV A, DIS_GEMOV P2, #0FFHMOV P0, ASETB P0.7CLR P2.6LCALL DELAY2MSMOV A, DIS_SHIMOV P2, #0FFHMOV P0, ACLR P2.5LCALL DELAY2MSMOV A, DIS_BAIMOV P2, #0FFHMOV P0, AMOV A, TEMP_BAICJNE A, #0,SKIPAJMP NEXTT SKIP: CLR P2.4LCALL DELAY2MSNEXTT: NOPDJNZ R4, DIS_LOOPRET;读命令READ: SETB DATA_BUS MOV R0, #TEMP_LMOV R6, #8MOV R5, #2CLR C READING:CLR DATA_BUSNOPNOPSETB DATA_BUSNOPNOPNOPNOPMOV C, DATA_BUSRRC AMOV R7, #30HDJNZ R7, $SETB DATA_BUSDJNZ R6, READINGMOV @R0, AINC R0MOV R6, #8SETB DATA_BUSDJNZ R5, READINGRET;数据处理PROCESS:MOV R7, TEMP_LMOV A, #0FHANL A, R7MOV TEMP_DP,AMOV R7, TEMP_LMOV A, #0F0HANL A, R7SWAP AMOV TEMP_L, AMOV R7, TEMP_HMOV A, #0FHANL A, R7SWAP AORL A, TEMP_LMOV B, #64HDIV ABMOV TEMP_BAI,AMOV A, #0AHXCH A, BDIV ABMOV TEMP_SHI,AMOV TEMP_GE,BMOV A, TEMP_DP MOV DPTR, #TABLE_DPMOVC A, @A+DPTRMOV DPTR, #TABLE_INTER MOVC A, @A+DPTR MOV DIS_DP, AMOV A, TEMP_GEMOV DPTR, #TABLE_INTER MOVC A, @A+DPTRMOV DIS_GE, AMOV A, TEMP_SHIMOV DPTR, #TABLE_INTER MOVC A, @A+DPTRMOV DIS_SHI, AMOV A, TEMP_BAIMOV DPTR, #TABLE_INTER MOVC A, @A+DPTRMOV DIS_BAI ,ARET DELAY2MS:MOV R6, #3LOOP3: MOV R5, #250DJNZ R5, $DJNZ R6, LOOP3RETTABLE_DP:DB00H,01H,01H,02H,03H,03H,04H,04H,05 H,06HDB 06H,07H,08H,08H,09H,09HTABLE_INTER:DB 03FH,006H,05BH,04FH,066HDB 06DH,07DH,07H,07FH,06FHEND5 DS18B20简单介绍DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。
DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
温度测量范围为-55～+125 摄氏度，可编程为9位～12 位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中，掉电后依然保存。
被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。
