溫度傳感器DS18B及LCD1602的使用

1、精選文檔西南科技高校試驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 單片機(jī)原理及其應(yīng)用A 試驗(yàn)名稱：LCD1602及DS18B20的應(yīng)用 姓 名： XX 學(xué) 號(hào): XXXXXXXXXX 班 級(jí)： XXXX 指導(dǎo)老師： XXX 西南科技高校信息工程學(xué)院制試驗(yàn)題目一、 試驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)和理解液晶顯示的原理，并且能夠讀懂液晶顯示的時(shí)序圖，學(xué)會(huì)編寫有關(guān)LCD1602的讀、寫等的程序。2 學(xué)習(xí)和理解溫度傳感器的原理，并嘗試著應(yīng)用，能夠依據(jù)DS18B20中存儲(chǔ)的十六進(jìn)制數(shù)來計(jì)算溫度，理解原碼和補(bǔ)碼的轉(zhuǎn)換。3 在試驗(yàn)中，每次消滅問題時(shí)，能夠冷靜地面對(duì)，通過改正試驗(yàn)中的錯(cuò)誤，漸漸積累閱歷。二、 試驗(yàn)原理1. 1602 液晶內(nèi)部自帶 80

2、 個(gè)字節(jié)的DDRAM，用來存儲(chǔ)待顯示的字符代碼，如下圖所示：圖11602的DDRAM結(jié)構(gòu)圖第一行的地址是 0x00到 0x27，其次行的地址從 0x40 到 0x67，其中第一行 0x00 到 0x0F是與液晶上第一行 16 個(gè)字符顯示位置相對(duì)應(yīng)的，其次行 0x40 到 0x4F 是與其次行 16 個(gè)字符顯示位置相對(duì)應(yīng)的。而每行都多出來一部分，是為了顯示移動(dòng)字幕設(shè)置的。 1602 字符液晶是顯示字符的，因此它跟 ASCII 字符表是對(duì)應(yīng)的。2. 1602基本的讀寫時(shí)序有4個(gè)：(1) 讀狀態(tài)；(2) 讀數(shù)據(jù)(較少使用)；(3) 寫命令；(4) 寫數(shù)據(jù)。(1)讀狀態(tài)：1602液晶有一個(gè)狀態(tài)字字節(jié)，

3、通過讀取這個(gè)狀態(tài)字的內(nèi)容，就可知道 1602 液晶的一些內(nèi)部狀況，如下表所示：圖21602讀狀態(tài)(3) 寫命令：時(shí)序要求：RS=L， R/W=L， D0D7=指令碼， E=高脈沖(E 使能引腳先從低拉高，再?gòu)母呃?，形成一個(gè)高脈沖)。(4) 寫數(shù)據(jù)：時(shí)序要求：RS=H， R/W=L， D0D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖3. 1 -Wire 總線開頭需要檢測(cè)這條總線上是否存在 DS18B20這個(gè)器件。假如這條總線上存在 DS18B20，總線會(huì)依據(jù)時(shí)序要求返回一個(gè)低電平脈沖，假如不存在的話，也就不會(huì)返回脈沖，即總線保持為高電平，所以習(xí)慣上稱之為檢測(cè)存在脈沖。此外，獵取存在脈沖不僅僅是檢測(cè)是否存在DS18

4、B20，還要通過這個(gè)脈沖過程通知 DS18B20預(yù)備好，單片機(jī)要對(duì)它進(jìn)行操作了。4. DS18B20芯片通過達(dá)拉斯公司的單總線協(xié)議依靠一個(gè)單線端口通訊，如何區(qū)分不同的器件呢？在每個(gè) DS18B20 內(nèi)部都有一個(gè)唯一的 64 位長(zhǎng)的序列號(hào)，這個(gè)序列號(hào)值就存在 DS18B20內(nèi)部的 ROM 中。開頭的 8 位是產(chǎn)品類型編碼（ DS18B20 是 0x10），接著的 48 位是每個(gè)器件唯一的序號(hào)，最終的 8 位是 CRC 校驗(yàn)碼。這里只講一條總線上只接一個(gè)器件的指令和程序，可以跳過 ROM，不進(jìn)行 ROM檢測(cè)(0xCC)。三、 試驗(yàn)步驟1. 打開protues，新建一個(gè)文件，依據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)要求，

5、畫出原理圖并保存。2. 打開keil，新建工程和文件，依據(jù)protues中已經(jīng)畫好的原理圖的連線方式和試驗(yàn)內(nèi)容及其要求，編寫程序并進(jìn)行編譯。3. 當(dāng)在keil中的程序經(jīng)編譯沒有語(yǔ)法錯(cuò)誤時(shí)，生成hex文件，將它導(dǎo)入到protues的單片機(jī)中，進(jìn)行仿真。依據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容和要求對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，若試驗(yàn)結(jié)果正確，則進(jìn)行下一個(gè)試驗(yàn)，若試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)要求不同，則分別查找可能存在于程序和原理圖中的問題，改正并直到結(jié)果正確為止。四、 試驗(yàn)結(jié)果及分析1. 在protues中運(yùn)行編寫的第一個(gè)程序，結(jié)果如下圖所示：圖31602顯示字符運(yùn)行之后，屏幕上顯示“Hello”和“Welcome to Swust”，其中“He

6、llo”位于第一行，從第五位開頭顯示，此處的程序?yàn)閡nsigned char str = "Hello"InitLcd1602(); LcdShowStr(5, 0, str);而“Welcome to Swust”顯示在其次行，此處的程序?yàn)長(zhǎng)cdShowStr(0, 1, "Welcome to SWUST!")。2. 運(yùn)行其次個(gè)程序，結(jié)果如下所示：圖4DS18B20和1602的應(yīng)用結(jié)果試驗(yàn)時(shí)，通過手動(dòng)調(diào)整溫度傳感器上面的值，進(jìn)行升溫或者降溫，LCD1602將會(huì)顯示對(duì)應(yīng)的溫度值，通過計(jì)算溫度傳感器的儲(chǔ)存器內(nèi)的值，可得到與液晶顯示屏上相同的值。圖5DS1

7、8B20寄存器內(nèi)容其中DS18B20主要寄存器數(shù)據(jù)格式如下所示：圖6DS18B寄存器格式由此可計(jì)算出溫度傳感器的值。五、 體會(huì)這次試驗(yàn)，主要是對(duì)于單片機(jī)的應(yīng)用，所以基本上是對(duì)于之前所學(xué)習(xí)的學(xué)問的應(yīng)用。對(duì)于LCD1602和溫度傳感器來說，它們的硬件電路的連線都比較簡(jiǎn)潔，但是這也意味著在軟件編程方面的簡(jiǎn)單。1602和DS18B20的時(shí)序都比較簡(jiǎn)單，所以程序也比較簡(jiǎn)單。在寫其次個(gè)溫度傳感器的程序的時(shí)候，會(huì)用到第一個(gè)LCD1602的程序，所以在編程的時(shí)候，可以把1602的讀、寫以及初始化等單獨(dú)寫成一個(gè)程序，這樣更有利于功能的實(shí)現(xiàn)。和前面一樣，試驗(yàn)不行能都是一開頭就成功的，總會(huì)有各種各樣的錯(cuò)誤，有的或許

8、是馬虎，有的或許是不懂，但無論怎么樣，經(jīng)過自己細(xì)心地查找和學(xué)習(xí)并改正之后，這些都會(huì)成為貴重的閱歷，這是單獨(dú)看書找不到的。這雖然是最終一次的單片機(jī)試驗(yàn)了，但學(xué)習(xí)并沒有結(jié)束，在將來的日子里，我們照舊要多動(dòng)手，編寫程序，要用到單片機(jī)的地方很多，只有不停地實(shí)踐和練習(xí)，我們才能夠?qū)W習(xí)得更好。六、 附錄1. LCD顯示字符程序（keil編寫）#include <reg51.h>sbit LCD1602_RS = P20;sbit LCD1602_RW = P21;sbit LCD1602_E = P22;/* 等待液晶預(yù)備好 */void LcdWaitReady() unsigned cha

9、r sta; P0 = 0xFF; LCD1602_RS = 0; LCD1602_RW = 1; do LCD1602_E = 1; sta = P0; /讀取狀態(tài)字LCD1602_E = 0; while (sta & 0x80); /bit7 等于 1 表示液晶正忙，重復(fù)檢測(cè)直到其等于 0 為止/* 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)命令， cmd-待寫入命令值 */void LcdWriteCmd(unsigned char cmd) LcdWaitReady(); LCD1602_RS = 0; LCD1602_RW = 0; P0 = cmd; LCD1602_E = 1;

10、 LCD1602_E = 0;/* 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)數(shù)據(jù)， dat-待寫入數(shù)據(jù)值 */void LcdWriteDat(unsigned char dat) LcdWaitReady(); LCD1602_RS = 1; LCD1602_RW = 0; P0 = dat; LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0;/* 設(shè)置顯示 RAM 起始地址，亦即光標(biāo)位置， (x,y) -對(duì)應(yīng)屏幕上的字符坐標(biāo) */void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y) unsigned char addr; if (y =

11、0) /由輸入的屏幕坐標(biāo)計(jì)算顯示 RAM 的地址 addr = 0x00 + x; /第一行字符地址從 0x00 起始 else addr = 0x40 + x; /其次行字符地址從 0x40 起始 LcdWriteCmd(addr | 0x80); /設(shè)置 RAM 地址/* 在液晶上顯示字符串， (x,y) -對(duì)應(yīng)屏幕上的起始坐標(biāo)， str-字符串指針 */void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str) LcdSetCursor(x, y); /設(shè)置起始地址 while (*str != '0

12、') /連續(xù)寫入字符串?dāng)?shù)據(jù)，直到檢測(cè)到結(jié)束符 LcdWriteDat(*str+); /先取 str 指向的數(shù)據(jù)，然后 str 自加 1 /* 初始化 1602 液晶 */void InitLcd1602() LcdWriteCmd(0x38); /16*2 顯示， 5*7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù)接口 LcdWriteCmd(0x0C); /顯示器開，光標(biāo)關(guān)閉 LcdWriteCmd(0x06); /文字不動(dòng)，地址自動(dòng)+1 LcdWriteCmd(0x01); /清屏extern void InitLcd1602();extern void LcdShowStr(unsigned char

13、 x, unsigned char y, unsigned char *str);void main() unsigned char str = "Hello" InitLcd1602(); LcdShowStr(5, 0, str); LcdShowStr(0, 1, "Welcome to SWUST!"); while (1);2. 溫度傳感器的液晶顯示程序#include <reg51.h>#include <intrins.h>sbit IO_18B20 = P31; /DS18B20 通信引腳/* 軟件延時(shí)函數(shù)，延時(shí)時(shí)

14、間(t*10)us */sbit LCD1602_RS = P20;sbit LCD1602_RW = P21;sbit LCD1602_E = P22;void DelayX10us(unsigned char t) do _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); while (-t);/* 復(fù)位總線，獵取存在脈沖，以啟動(dòng)一次讀寫操作 */* 等待液晶預(yù)備好 */void LcdWaitReady() unsigned char sta; P0 = 0xFF; LCD1602_RS = 0; LC

15、D1602_RW = 1; do LCD1602_E = 1; sta = P0; /讀取狀態(tài)字LCD1602_E = 0; while (sta & 0x80); /bit7 等于 1 表示液晶正忙，重復(fù)檢測(cè)直到其等于 0 為止/* 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)命令， cmd-待寫入命令值 */void LcdWriteCmd(unsigned char cmd) LcdWaitReady(); LCD1602_RS = 0; LCD1602_RW = 0; P0 = cmd; LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0;/* 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)數(shù)

16、據(jù)， dat-待寫入數(shù)據(jù)值 */void LcdWriteDat(unsigned char dat) LcdWaitReady(); LCD1602_RS = 1; LCD1602_RW = 0; P0 = dat; LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0;/* 設(shè)置顯示 RAM 起始地址，亦即光標(biāo)位置， (x,y) -對(duì)應(yīng)屏幕上的字符坐標(biāo) */void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y) unsigned char addr; if (y = 0) /由輸入的屏幕坐標(biāo)計(jì)算顯示 RAM 的地址 addr = 0x00

17、 + x; /第一行字符地址從 0x00 起始 else addr = 0x40 + x; /其次行字符地址從 0x40 起始 LcdWriteCmd(addr | 0x80); /設(shè)置 RAM 地址/* 在液晶上顯示字符串， (x,y) -對(duì)應(yīng)屏幕上的起始坐標(biāo)， str-字符串指針 */void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str) LcdSetCursor(x, y); /設(shè)置起始地址 while (*str != '0') /連續(xù)寫入字符串?dāng)?shù)據(jù)，直到檢測(cè)到結(jié)束符 LcdWriteD

18、at(*str+); /先取 str 指向的數(shù)據(jù)，然后 str 自加 1 /* 初始化 1602 液晶 */void InitLcd1602() LcdWriteCmd(0x38); /16*2 顯示， 5*7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù)接口 LcdWriteCmd(0x0C); /顯示器開，光標(biāo)關(guān)閉 LcdWriteCmd(0x06); /文字不動(dòng)，地址自動(dòng)+1 LcdWriteCmd(0x01); /清屏bit Get18B20Ack() bit ack; EA = 0; /禁止總中斷 IO_18B20 = 0; /產(chǎn)生 500us 復(fù)位脈沖 DelayX10us(50); IO_18B20 =

19、1; DelayX10us(6); /延時(shí) 60us ack = IO_18B20; /讀取存在脈沖 while(!IO_18B20); /等待存在脈沖結(jié)束 EA = 1; /重新使能總中斷 return ack;/* 向 DS18B20 寫入一個(gè)字節(jié)， dat-待寫入字節(jié) */void Write18B20(unsigned char dat) unsigned char mask; EA = 0; /禁止總中斷 for (mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) /低位在先，依次移出 8 個(gè) bit IO_18B20 = 0; /產(chǎn)生 2us 低電平脈沖 _n

20、op_(); _nop_(); if (mask&dat) = 0) /輸出該 bit 值 IO_18B20 = 0; else IO_18B20 = 1; DelayX10us(6); /延時(shí) 60us IO_18B20 = 1; /拉高通信引腳 EA = 1; /重新使能總中斷/* 從 DS18B20 讀取一個(gè)字節(jié)，返回值-讀到的字節(jié) */unsigned char Read18B20()unsigned char dat;unsigned char mask;EA = 0; /禁止總中斷for (mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) /低位在先，

21、依次采集 8 個(gè) bit IO_18B20 = 0; /產(chǎn)生 2us 低電平脈沖 _nop_(); _nop_(); IO_18B20 = 1; /結(jié)束低電平脈沖，等待 18B20 輸出數(shù)據(jù) _nop_(); /延時(shí) 2us _nop_(); if (!IO_18B20) /讀取通信引腳上的值 dat &= mask; else dat |= mask; DelayX10us(6); /再延時(shí) 60usEA = 1; /重新使能總中斷return dat;/* 啟動(dòng)一次 18B20 溫度轉(zhuǎn)換，返回值-表示是否啟動(dòng)成功 */bit Start18B20() bit ack; ack =

22、Get18B20Ack(); /執(zhí)行總線復(fù)位，并獵取 18B20 應(yīng)答 if (ack = 0) /如 18B20 正確應(yīng)答，則啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換 Write18B20(0xCC); /跳過 ROM 操作 Write18B20(0x44); /啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換 return ack; /ack=0 表示操作成功，所以返回值對(duì)其取反/* 讀取 DS18B20 轉(zhuǎn)換的溫度值，返回值-表示是否讀取成功 */bit Get18B20Temp(int *temp) bit ack; unsigned char LSB, MSB; /16bit 溫度值的低字節(jié)和高字節(jié) ack = Get18B20Ack();

23、/執(zhí)行總線復(fù)位，并獵取 18B20 應(yīng)答 if (ack = 0) /如 18B20 正確應(yīng)答，則讀取溫度值 Write18B20(0xCC); /跳過 ROM 操作Write18B20(0xBE); /發(fā)送讀命令LSB = Read18B20(); /讀溫度值的低字節(jié)MSB = Read18B20(); /讀溫度值的高字節(jié)*temp = (int)MSB << 8) + LSB; /合成為 16bit 整型數(shù)return ack; /ack=0 表示操作應(yīng)答，所以返回值為其取反值bit flag1s = 0; /1s 定時(shí)標(biāo)志unsigned char T0RH = 0; /T0

24、 重載值的高字節(jié)unsigned char T0RL = 0; /T0 重載值的低字節(jié)/* 整型數(shù)轉(zhuǎn)換為字符串， str-字符串指針， dat-待轉(zhuǎn)換數(shù)，返回值-字符串長(zhǎng)度 */unsigned char IntToString(unsigned char *str, int dat)signed char i = 0;unsigned char len = 0;unsigned char buf6;if (dat < 0) /假如為負(fù)數(shù)，首先取確定值，并在指針上添加負(fù)號(hào)dat = -dat;*str+ = '-'len+;do /先轉(zhuǎn)換為低位在前的十進(jìn)制數(shù)組bufi+

25、= dat % 10;dat /= 10; while (dat > 0);len += i; /i 最終的值就是有效字符的個(gè)數(shù)while (i- > 0) /將數(shù)組值轉(zhuǎn)換為 ASCII 碼反向拷貝到接收指針上*str+ = bufi + '0'*str = '0' /添加字符串結(jié)束符return len; /返回字符串長(zhǎng)度/* 配置并啟動(dòng) T0， ms-T0 定時(shí)時(shí)間 */void ConfigTimer0(unsigned int ms)unsigned long tmp; /臨時(shí)變量tmp = 11059200 / 12; /定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率tm

26、p = (tmp * ms) / 1000; /計(jì)算所需的計(jì)數(shù)值tmp = 65536 - tmp; /計(jì)算定時(shí)器重載值tmp = tmp + 12; /補(bǔ)償中斷響應(yīng)延時(shí)造成的誤差T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); /定時(shí)器重載值拆分為凹凸字節(jié)T0RL = (unsigned char)tmp;TMOD &= 0xF0; /清零 T0 的把握位TMOD |= 0x01; /配置 T0 為模式 1TH0 = T0RH; /加載 T0 重載值TL0 = T0RL;ET0 = 1; /使能 T0 中斷TR0 = 1; /啟動(dòng) T0/* T0 中斷服務(wù)函數(shù)，完成 1 秒定時(shí) */void InterruptTimer0() interrupt 1static unsigned c