51单片机学习笔记:DS18B20测温程序

 

#include "my51.h"
#include "smg.h"
#include "ds18b20.h"

void main()			  //测试 ,6位数码管显示温度值
{
    u8 i=0;
    u16 temp=0;
    while(1)
    {	
		temp=ds18b20_readTemperaData();
		for(i=0;i<100;i++)
		{
			displaySMG(ds18b20_processTempData(temp)); 	
		}		    
    }
}

 

#ifndef		_DS18B20_H   
#define		_DS18B20_H
#include   "my51.h"
#include   "smg.h"

extern u8 smgWela[7];			  //数码管位选数据
sbit DQ=P2^2;					  //总线定义
bool ds18b20_init();              //初始化函数
u8*  ds18b20_processTempData(u16 temp);//将temp数据处理成数码管可显示数据
u16  ds18b20_readTemperaData();   //读温度
u8 	 ds18b20_readByte() ;         //读一个字节
void ds18b20_writeByte(u8 dat);   //mcu向18b20写一个字节

#endif

 

#include "ds18b20.h"

/******************************************************************
当主机总线t0时刻从高拉至低电平时就产生写时间隙
从to 时刻开始的1us之后,15us之前将所需写的位送到总线上
DSl820 在t0后的15-60us 对总线采样若低电平写入的位是0 ,若高电平写入的位是1 
连续写2 个位之间的间隙应大于1us 
写1,总时间大于60us,在t0开始延时1us就可以写1,15us之后ic来采样,采样时间最大45us
写0,总时间是60~120us,15~60us是ic在采样,120以外就没必要了,mcu总得释放总线吧
不管写1还是写0,大于60us的话,ic肯定已经采样完成了,那mcu就可以释放了
*******************************************************************/
void ds18b20_writeByte(u8 dat)  //mcu向ic写一个字节
{
    u8 i;
	u8 tmep=dat;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        DQ=0;           //产生读写时序的起始信号
        _nop_();        //要求至少1us的延时
        DQ=dat & 0x01; //对总线赋值,从最低位开始写起
        delayXus(10);//延时74us,写0在60~120us之间释放,写1的话大于60us均可释放
        DQ=1;          //释放总线,为下一次mcu送数据做准备,       
		dat>>=1;	   //有效数据移动到最低位,2次写数据间隙至少需1us
    }
}

/**************************************************************************
下降沿产生读时序
整个读时序必须至少有60us的持续时间,相邻两个读时序必须要有至少1us的恢复时间
DS18B20在读时序产生1us后输出数据到总线上,也有可能需要2~3个微秒,但不会更多
而要求主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成,那么让mcu采样的最佳时机
是读时序产生后的5~13us之间,在15~60us这段时间是18b20的私有时间,它会在这段
时间内的任意时刻释放总线,是不稳定期,我们不要让mcu在这段时间里对总线操作
*******************************************************/
u8 ds18b20_readByte()    //mcu读一个字节
{
    u8 i,value=0;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        DQ=0;                       //起始信号
        value>>=1;                  //顺便延时3~4个机器周期
        DQ=1;                       //mcu释放总线
        _nop_();_nop_();_nop_();	//再延时3.3us 
        if(DQ)          
        {
            value|=0x80;//保存高电平数据,低电平的话不用保存,移位后默认是0
        } 
        delayXus(8); //延时60.76us  
    }
    return value;
}

u16 ds18b20_readTemperaData()  //读取温度值
{
    u16 temp=0;
    if(ds18b20_init())
    {
        ds18b20_writeByte(0xcc);      //写指令:跳过rom检测
        ds18b20_writeByte(0x44);     //写指令:温度转换
        //delayms(750);// 转换延时需要750ms以上,我们不等它
		//首次转换未完成时,得到的初始化数据是85度,处理一下就可以了
		//温度转换电路是硬件独立的,不会阻塞初始化功能 
        if(ds18b20_init())
        {
            ds18b20_writeByte(0xcc);  //写指令:跳过检测rom
            ds18b20_writeByte(0xbe);  //写指令:读取温度值
            temp=ds18b20_readByte();  //先读低8位数据
			temp|=(u16)ds18b20_readByte()<<8; //再读高8位数据,然后合并
			temp&= 0x0FFF;	//高4位数据反正没用上,我们用来存放错误码
        }
		else
		{
			led5=0;		 //调试代码
			temp=0x2000; //错误码,初始化失败
		}
    }
	else
	{
		led6=0;			//调试代码
		temp=0x1000;   	//错误码,初始化失败,可能器件损坏
	}
    return temp;
}

bool ds18b20_init()   //初始化
{
    u8 checkState=0;
    DQ=1;             //总线初始状态
    _nop_();_nop_();
    DQ=0;             //mcu先将总线拉低
    delayXus(80);     //延时530us,要求480us~960us的低电平信号
                      //当ic接受到此复位信号后会回发一个存在信号
                      //mcu若要接收此存在信号则先要释放总线,让ic控制该总线
                      //当mcu释放总线后的15~60us之后,ic才向总线发一个低电平信号
                      //该信号存在时间为60~240us
    DQ=1;             //mcu释放总线
    delayXus(10);     //mcu释放15~60us以上,(8+6*10)*1.085=73us,
                      //这时DS18B20已经拉低信号，大约60~240us应答保持时间,
    checkState=DQ;    //在这段60~240us时间内,mcu采样是否有器件响应,0表示有响应
    delayXus(70);     //延时464us,加上之前的73us,共537us
                      //虽然ic在拉低电平60~240us之后,会释放总线,但整个时间至少480us
                      //故我们共用时537us,这样是为了不影响后续的操作                    
    if(checkState)    //checkstate为0说明有器件响应,为1无器件响应
    {
        return FALSE;
    }
    return TRUE;	  //初始化成功
}

u8* ds18b20_processTempData(u16 temp) //返回数码管可直接显示的数据指针
{
	u8 i=0;	
	if(0x0550==temp)	  //如果初始化温度数据是85度的话
	{
		led7=0;		   	  //亮灯报警,调试 
		smgWela[5]=18;	  //当温度是85度,第6个数码管显示负号
		return 	smgWela;  //一般刚上电时能看到这个负号
	}

	if(1==(temp&0x0800))  //检测第11位是否为1,为1是负温度
	{
		temp&=0x07ff;	  //只取第0~10共11个位
		temp=(~temp+1) & 0x07ff;//将补码还原
		smgWela[0]=18;	 //第一个数码管显示18号元素,即负号
	}
	else
	{
		smgWela[0]=dark;  	 //正温度的话这个数码管就不要显示了
	}
    temp=(u16)(temp*6.25);	 //精度的1000倍,我们将小数点另外叠加显示
	if(temp>=10000)
	{
		 smgWela[1]=1;   	 //第二个数码管显示1,是百位上,100度以上啊
	}
	else
	{
		smgWela[1]=dark;     //百位上是0的话不要显示这个0
	}
    smgWela[2]=temp%10000/1000;	   //第三个数码管 十位
    smgWela[3]=temp%1000/100;	   //第四个数码管 个位叠加小数点
    smgWela[4]=temp%100/10;		   //第五个数码管 
    smgWela[5]=temp%10;			   //第六个数码管
	smgWela[6]=0xf7;			   //第4个数码管叠加小数点
	return smgWela;				   //返回数组
}

 

#ifndef _51SMG_H_
#define _51SMG_H_

#include <reg52.h>
#include "mytype.h"
sbit dula =P2^6;  		//段选锁存器控制  控制笔段
sbit wela =P2^7;  		//位选锁存器控制  控制位置

#define dark	0x11//在段中,0x11是第17号元素,0x00是低电平,数码管不亮,即table[17]
#define dotDark 0xff//小数点全暗

void displaySMG(u8* pWela); //数码管显示函数,参数是数组指针

#endif

 

#include "smg.h"
#include "my51.h"

static u8 code table[]= { 		//0~F外加小数点和空输出的数码管编码
	0x3f , 0x06 , 0x5b , 0x4f , // 0 1 2 3
	0x66 , 0x6d , 0x7d , 0x07 , // 4 5 6 7
	0x7f , 0x6f , 0x77 , 0x7c , // 8 9 A B
	0x39 , 0x5e , 0x79 , 0x71 , // C D E F
	0x80 , 0x00 ,0x40           // . 空 负号    空为第17号元素
 };

/*  由于此表只能一次显示一个小数点,故已注释掉,仅供查询
	例如想要第一个和第六个数码管小数点同时点亮,
	则执行 pWela->dot = 0xfe & 0xdf  即可
	u8 code dotTable[]={   //小数点位置,某一位置0时,小数点亮
	0xff ,                 //全暗
	0xfe , 0xfd , 0xfb ,   //1 2 3
	0xf7 , 0xef , 0xdf     //4 5 6                    
};*/

u8 data smgWela[7]={0,0,0,0,0,0,0}; //第一位到第六位,最后一个是小数点位置控制

//P0口的数码管位选控制锁存器只用了低6位,我们保留高2位的数据,留作它用
void displaySMG(u8* pWela)
{
	u8 i=0;	
    //控制6位数码管显示函数,不显示的位用参数dark
    u8 preState=P0|0x3f;  //保存高2位状态,其中最高位是ADC0804的片选信号
	wela=0;dula=0;_nop_();//先锁定数据,防止吴亮及位选锁存器高2位数据被改变
		
	P0=0;  		 	      //由于数码管是共阴极的,阳极送低电平,灯不亮
    dula=1;_nop_();
    dula=0;	  	 	      //段选数据清空并锁定

    P0=preState;  		  //共阴极数码管是阴极置高不亮,低6位置1,高2位保留	
    wela=1;_nop_();		  //注:wela和dula上电默认为1		 
    wela=0;		  		  //位选锁定,初始保留高2位的数据,低6位置高不亮

	for(i=0;i<6;i++)	  //显示6位数码管
	{
		P0=table[pWela[i]]|(((1<<i) & pWela[6])?0x00:0x80);
	    dula=1;_nop_();	     //送段数据,叠加小数点的显示,0x00点亮小数点
	    dula=0;
	    
	   	P0=preState&~(1<<i); //不影响高2位数据,低6位是数码管位选,低电平有效
	    wela=1;	_nop_();	 //送位选号
	    wela=0;	
	    delayms(1);			 //稍作延时,让灯管亮起来			
		{  //消除叠影及误亮,阴极置1不亮,低6位置1,高2位保留并锁定
	        P0=preState;
	        wela=1;	_nop_();			
	        wela=0;	
	    }
	}
}

 

#ifndef _MY51_H
#define _MY51_H
#include <reg52.h>
//#include <math.h>
#include <intrins.h>
#include "mytype.h"


#define high	1   //高电平
#define low		0   //低电平

#define led P1    //灯总线控制

sbit led0=P1^0;     //8个led灯,阴极送低电平点亮
sbit led1=P1^1;
sbit led2=P1^2;
sbit led3=P1^3;
sbit led4=P1^4;
sbit led5=P1^5;
sbit led6=P1^6;
sbit led7=P1^7;	
sbit ledLock=P2^5;	//led锁存的状态,0锁定 ,1不锁定
   
sbit beep=P2^3;     //蜂鸣器

void delayms(u16 ms);
void delayXus(u8 us); //函数执行(8+6x)个机器周期, 即t=(8+6x)*1.085
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


#endif

 

#include "MY51.h"

void delayms(u16 ms)     //毫秒级软延时函数
{	
	u16 i,j;
	for(i=ms;i>0;i--)
	{
        for(j=113;j>0;j--)
        {}
	}
}

/****************************************************************
若使用12分频模式的mcu,晶振频率为11059200Hz
则每个机器周期用时12/11059200=1.085微秒
keil4编译,在默认的8级优化方式下
参数us=0时,函数执行9个机器周期,即t=9*1.085=9.77 us
参数us!=0时,函数执行(8+6x)个机器周期, 即t=(8+6x)*1.085 us
*****************************************************************/
void delayXus(u8 us)	//微秒级软延时函数
{
	while(us)           //这种写法有利于减小us=0时的机器周期
	{
		us--;
	}
}