单片机课程设计是学习和掌握微控制器应用的重要实践环节,而本次实验的主题是使用单片机配合18B20温度传感器实现数码管显示温度的功能。18B20是一种数字温度传感器,由Dallas Semiconductor(现Maxim Integrated)生产,它能够提供精确的温度测量并以数字方式输出,广泛应用于各种温度监测系统。
18B20的主要特点包括:
1. **高精度**:18B20能够提供9位分辨率的温度数据,误差在±0.5℃以内,适用于对温度精度有较高要求的应用。
2. **单线通信**:18B20采用独特的单线接口,只需要一根数据线即可完成数据传输,简化了硬件连接,减少了线路干扰。
3. **独立的地址编码**:每个18B20都有一个唯一的64位序列号,使得在同一系统中可以并联多个18B20,无需额外的地址线。
在实验中,18B20与单片机的通信过程通常包括以下几个步骤:
1. **初始化**:设置单片机的I/O口为输入/输出模式,以适应18B20的单线通信协议。
2. **复位**:通过拉低单线接口进行复位,启动18B20进入通信状态。
3. **读取温度**:发送读取命令,18B20会返回当前温度的9位二进制数据,以及一个校验位。
4. **解析数据**:单片机接收到数据后,根据协议解析出实际温度值。
5. **数码管显示**:将解析得到的温度转换为适合数码管显示的格式,并控制数码管的段选和位选,将温度结果显示出来。
实验说明文档通常会包含以下内容:
1. **硬件连接**:详细说明18B20与单片机的引脚连接图,包括电源、数据线等。
2. **软件设计**:介绍18B20的驱动程序编写,包括单线通信协议的实现、温度数据的读取和转换。
3. **程序流程**:解释程序的执行过程,包括初始化、主循环、中断处理等部分。
4. **注意事项**:给出实验过程中可能遇到的问题及解决办法,如抗干扰措施、温度转换公式等。
压缩包中的文件主要为实验的源代码和编译生成的文件:
1. `SMG18b20.c`:这是单片机的C语言源代码,包含了18B20的驱动函数和数码管显示的相关函数。
2. `.bak`、`.hex`、`.lnp`、`.lst`、`.m51`、`.obj`、`.opt`文件:这些都是编译和烧录过程中产生的中间文件,用于编译、调试和烧录到单片机中。
通过这个实验,学生可以深入理解单片机与外设的交互,以及数字温度传感器的应用,提高动手能力和问题解决能力。同时,对18B20的使用也能为将来在物联网、智能家居等领域的工作打下基础。