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39-一线制温度传感器 DS18B20 测温-IO模拟，AI8051U实验箱演示程序
主程序main.C代码如下（汇编版本在附件中）：
/*---------------------------------------------------------------------*/
/* --- Web: www.STCAI.com ---------------------------------------------*/
/* --- BBS: www.STCAIMCU.com -----------------------------------------*/
/* 如果要在程序中使用此代码,请在程序中注明使用了STC的资料及程序 */
/*---------------------------------------------------------------------*/
/************* 功能说明 **************
本例程基于AI8051U为主控芯片的实验箱进行编写测试。
使用Keil C51编译器,为了达到比较高的效率,一般建议选择"Small"模式。
当编译器出现 "error C249: 'DATA': SEGMENT TOO LARGE" 错误时，则需要手动将部分比较大的数组通过"xdata" 强制分配到 XDATA 区域(例如: char xdata buffer [256];)
通过一个IO口获取一线制温度传感器 DS18B20 温度值.
使用Timer0的16位自动重装来产生1ms节拍,程序运行于这个节拍下, 用户修改MCU主时钟频率时,自动定时于1ms.
通过数码管显示测量的温度值，同时通过串口1(P3.0,P3.1)打印温度值.
下载时, 选择时钟 24MHz (用户可自行修改频率).
******************************************/
#include "..\comm\AI8051U.h"
#include "stdio.h"
#include "intrins.h"
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned long u32;
#define MAIN_Fosc 24000000UL
#define Baudrate 115200L
#define TM (65536 -(MAIN_Fosc/Baudrate/4))
#define PrintUart 1 //1:printf 使用 UART1; 2:printf 使用 UART2
/****************************** 用户定义宏 ***********************************/
#define Timer0_Reload (65536UL -(MAIN_Fosc / 1000)) //Timer 0 中断频率, 1000次/秒
#if (MAIN_Fosc >= 40000000L)
#define usrNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()
#elif (MAIN_Fosc >= 36000000L)
#define usrNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()
#elif (MAIN_Fosc >= 30000000L)
#define usrNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()
#elif (MAIN_Fosc >= 24000000L)
#define usrNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()
#elif (MAIN_Fosc >= 20000000L)
#define usrNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()
#elif (MAIN_Fosc >= 18000000L)
#define usrNOP() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_()
#elif (MAIN_Fosc >= 12000000L)
#define usrNOP() _nop_();_nop_();_nop_()
#elif (MAIN_Fosc >= 6000000L)
#define usrNOP() _nop_();_nop_()
#else
#define usrNOP() _nop_()
#endif
/*****************************************************************************/
#define DIS_DOT 0x20
#define DIS_BLACK 0x10
#define DIS_ 0x11
/************* IO口定义 **************/
sbit P_HC595_SER = P3^4; //pin 14 SER data input
sbit P_HC595_RCLK = P3^5; //pin 12 RCLk store (latch) clock
sbit P_HC595_SRCLK = P3^2; //pin 11 SRCLK Shift data clock
sbit DQ = P3^3; //DS18B20的数据口
/************* 本地常量声明 **************/
u8 code t_display[]={ //标准字库
// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,
//black - H J K L N o P U t G Q r M y
0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,
0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1
u8 code T_COM[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; //位码
/************* 本地变量声明 **************/
u8 LED8[8]; //显示缓冲
u8 display_index; //显示位索引
bit B_1ms; //1ms标志
u16 msecond;
u8 MinusFlag; //负数标志，0：正数，1：负数
/************* 本地函数声明 **************/
void DS18B20_Reset();
void DS18B20_WriteByte(u8 dat);
u8 DS18B20_ReadByte();
void delay_us(u8 us);
u16 ReadTemperature();
void DisplayTemperature(u16 temp);
void UartInit(void);
/********************* 主函数 *************************/
void main(void)
{
u8 i;
u16 Temp;
WTST = 0; //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
EAXSFR(); //扩展寄存器(XFR)访问使能
CKCON = 0; //提高访问XRAM速度
P0M1 = 0x00; P0M0 = 0x00; //设置为准双向口
P1M1 = 0x00; P1M0 = 0x00; //设置为准双向口
P2M1 = 0x00; P2M0 = 0x00; //设置为准双向口
P3M1 = 0x00; P3M0 = 0x00; //设置为准双向口
P4M1 = 0x00; P4M0 = 0x00; //设置为准双向口
P5M1 = 0x00; P5M0 = 0x00; //设置为准双向口
P6M1 = 0x00; P6M0 = 0x00; //设置为准双向口
P7M1 = 0x00; P7M0 = 0x00; //设置为准双向口
display_index = 0;
AUXR |= 0x80; //Timer0 set as 1T, 16 bits timer auto-reload,
TH0 = (u8)(Timer0_Reload / 256);
TL0 = (u8)(Timer0_Reload % 256);
ET0 = 1; //Timer0 interrupt enable
TR0 = 1; //Tiner0 run
EA = 1; //打开总中断
UartInit();
for(i=0; i<8; i++) LED8 = 0x10; //上电消隐
while(1)
{
if(B_1ms) //1ms到
{
B_1ms = 0;
if(++msecond >= 300) //300ms到
{
msecond = 0;
Temp = ReadTemperature();
printf("Temp = %0.1f\r\n",(float)Temp/10); //串口打印温度值
DisplayTemperature(Temp); //数码管显示温度值
}
}
}
}
//========================================================================
// 函数: u16 ReadTemperature()
// 描述: 读取温度函数。
// 参数: none.
// 返回: 温度值.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2020-7-30
// 备注:
//========================================================================
u16 ReadTemperature()
{
u16 TempH, TempL, Temperature;
DS18B20_Reset(); //设备复位
DS18B20_WriteByte(0xCC); //跳过ROM命令
DS18B20_WriteByte(0x44); //开始转换命令
while (!DQ); //等待转换完成
DS18B20_Reset(); //设备复位
DS18B20_WriteByte(0xCC); //跳过ROM命令
DS18B20_WriteByte(0xBE); //读暂存存储器命令
TempL = DS18B20_ReadByte(); //读温度低字节
TempH = DS18B20_ReadByte(); //读温度高字节
if(TempH & 0xf8) //判断是否位负数
{
MinusFlag = 1; //设置负数标志
Temperature = (TempH<<8) | TempL;
Temperature = ~Temperature + 1;
Temperature *= 0.625; //0.0625 * 10，保留1位小数点
}
else
{
MinusFlag = 0; //清除负数标志
Temperature = (((TempH<<8) | TempL) * 0.625); //0.0625 * 10，保留1位小数点
}
return Temperature;
}
//========================================================================
// 函数: void DisplayTemperature(u16 temp)
// 描述: 显示温度函数。
// 参数: none.
// 返回: 温度值.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2020-7-30
// 备注:
//========================================================================
void DisplayTemperature(u16 temp)
{
if(MinusFlag)
{
if(temp > 999)
{
LED8[3] = DIS_;
LED8[4] = temp / 1000;
}
else
{
LED8[3] = DIS_BLACK;
LED8[4] = DIS_;
}
}
else
{
LED8[3] = DIS_BLACK;
if(temp > 999)
{
LED8[4] = temp / 1000;
}
else
{
LED8[4] = DIS_BLACK;
}
}
LED8[5] = (temp % 1000) / 100;
LED8[6] = ((temp % 100) / 10) + DIS_DOT;
LED8[7] = temp % 10;
}
//========================================================================
// 函数: void delay_us(u8 us)
// 描述: 延时函数。
// 参数: us,要延时的us数, 这里只支持1~255us.
// 返回: none.
// 版本: VER1.0
// 日期: 2013-4-1
// 备注:
//========================================================================
void delay_us(u8 us)
{
do{
usrNOP();
usrNOP();
}while(--us);
}
/**************************************
复位DS18B20,并检测设备是否存在
**************************************/
void DS18B20_Reset()
{
CY = 1;
while (CY)
{
DQ = 0; //送出低电平复位信号
delay_us(240); //延时至少480us
delay_us(240);
DQ = 1; //释放数据线
delay_us(60); //等待60us
CY = DQ; //检测存在脉冲
delay_us(240); //等待设备释放数据线
delay_us(180);
}
}
/**************************************
从DS18B20读1字节数据
**************************************/
u8 DS18B20_ReadByte()
{
u8 i;
u8 dat = 0;
for (i=0; i<8; i++) //8位计数器
{
dat >>= 1;
DQ = 0; //开始时间片
delay_us(1); //延时等待
DQ = 1; //准备接收
delay_us(1); //接收延时
if (DQ) dat |= 0x80; //读取数据
delay_us(60); //等待时间片结束
}
return dat;
}
/**************************************
向DS18B20写1字节数据
**************************************/
void DS18B20_WriteByte(u8 dat)
{
char i;
for (i=0; i<8; i++) //8位计数器
{
DQ = 0; //开始时间片
delay_us(1); //延时等待
dat >>= 1; //送出数据
DQ = CY;
delay_us(60); //等待时间片结束
DQ = 1; //恢复数据线
delay_us(1); //恢复延时
}
}
/**************** 向HC595发送一个字节函数 ******************/
void Send_595(u8 dat)
{
u8 i;
for(i=0; i<8; i++)
{
dat <<= 1;
P_HC595_SER = CY;
P_HC595_SRCLK = 1;
P_HC595_SRCLK = 0;
}
}
/********************** 显示扫描函数 ************************/
void DisplayScan(void)
{
Send_595(t_display[LED8[display_index]]); //输出段码
Send_595(~T_COM[display_index]); //输出位码
P_HC595_RCLK = 1;
P_HC595_RCLK = 0;
if(++display_index >= 8) display_index = 0; //8位结束回0
}
/********************** Timer0 1ms中断函数 ************************/
void timer0 (void) interrupt 1
{
DisplayScan(); //1ms扫描显示一位
B_1ms = 1; //1ms标志
}
/******************** 串口打印函数 ********************/
void UartInit(void)
{
#if(PrintUart == 1)
P_SW1 &= ~S1_S1; //UART1 switch to, 0x00: P3.0 P3.1, 0x40: P3.6 P3.7, 0x80: P1.6 P1.7, 0xC0: P4.3 P4.4
P_SW1 &= ~S1_S0;
SCON = (SCON & 0x3f) | 0x40;
AUXR |= (1<<6); //定时器时钟1T模式
AUXR &= ~S1BRT; //串口1选择定时器1为波特率发生器
TL1 = TM;
TH1 = TM>>8;
TR1 = 1; //定时器1开始计时
// SCON = (SCON & 0x3f) | 0x40;
// T2L = TM;
// T2H = TM>>8;
// AUXR |= 0x15; //串口1选择定时器2为波特率发生器
#else
P_SW2 |= S2_S; //UART2 switch to: 0: P1.2 P1.3, 1: P4.2 P4.3
S2CFG |= 0x01; //使用串口2时，W1位必需设置为1，否则可能会产生不可预期的错误
S2CON = (S2CON & 0x3f) | 0x40;
T2L = TM;
T2H = TM>>8;
AUXR |= 0x14; //定时器2时钟1T模式,开始计时
#endif
}
void UartPutc(unsigned char dat)
{
#if(PrintUart == 1)
SBUF = dat;
while(TI==0);
TI = 0;
#else
S2BUF = dat;
while((S2CON & S2TI)==0);
S2CON &= ~S2TI; //Clear Tx flag
#endif
}
char putchar(char c)
{
UartPutc(c);
return c;
}
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发表于 2026-6-30 14:20:07