《单片机技术与应用》教案20项目6任务4-DS18B20温度采集系统.doc

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教案

学习领域

项目6温度检测报警系统设计

学习情境

任务4DS18B20温度采集系统

序号

20

课型

理实一体化

课时

4

教具学具

电教设施

pc机；keil以及proteus软件；任务书（供学生用）；课件

教学目标

知识

目标

①掌握单总线DS18B20温度传感器硬件结构

②掌握单片机驱动DS18B20温度传感器的方法

能力

目标

①能够通过Keil和Proteus软件的初步使用，提高观察和分析能力

②能够通过单片机驱动DS18B20编写程序，培养逻辑思维能力

③能够编制按键状态机程序，提高分析和解决问题的能力

情感

目标

①能够透过实验现象归纳事物本质

②培养学生对本专业的职业认同感

③培养学生科学探索的兴趣、严谨扎实的工作作风和团结协作精神

教学重

难点

重点

①掌握单总线DS18B20温度传感器硬件结构

②掌握单片机驱动DS18B20温度传感器的方法

难点

①掌握单总线DS18B20温度传感器硬件结构

②掌握单片机驱动DS18B20温度传感器的方法

学法教法

实验探究、任务引领法、讨论法、张贴法、头脑风暴法、演示法

教学内容

更新、补

充、删节

参考资料

课后体会

学生在任务的驱动下，利用仿真电路自主探究电路规律，结合教师对相关知识点的讲授，达到对所学知识的掌握。这个思路带来了很好的教学效果，但增加的实验部分会使得教学时数稍显紧张，这一点还需日后改进。

教与学互动设计

教师活动内容

学生活动内容

一、组织教学（2分钟）

1.首先清点学生出勤情况，填写考勤记录。

2.检查学生工作服、帽、鞋等是否符合安全要求。

3.宣布今天的实习内容、技术要求、工时、劳动纪律等。

4.强调生产实习安全注意事项。

5.学生分组分上机、实习工位。

6.发放任务书、自评和互评表以及白纸到每组的学生手中。

二、布置任务（3分钟）

下达任务，本任务要求由PC机发出不同的数据，单片机接收后回传给PC机，从而验证接收数据是否正确。

三、资讯计划（25分钟）

（一）温度传感器DS18B20

1.DS18B20概述

DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。

2.DS18B20产品的特点

（1）只要求一个端口即可实现通信。

（2）在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。

（3）实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

（4）测量温度范围在－55。C到＋125。C之间。

（5）数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。

（6）内部有温度上、下限告警设置。

3.DS18B20引脚图及引脚功能介绍

TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图6-13，其引脚功能描述见表6-6。

（底视图）

图6-13DS18B20引脚图

接下来，看看引脚定义，如表6-6所示意：

表6-6DS18B20引脚定义

序号

名称

引脚功能描述

1

GND

地信号

2

DQ

数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。

3

VDD

可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。

4.DS18B20的内部结构以及使用方法

DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM，温度传感器，非挥发的温度报警触发器TH和TL，配置寄存器。

（1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余检验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。64位的光刻ROM又包括5个ROM的功能命令：读ROM，匹配ROM，跳跃ROM，查找ROM和报警查找。

根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作，ROM和RAM指令见表6-8和表6-9所示。

表6-8ROM指令表

指令

约定代码

功能

读ROM

33H

读DS18B20温度传感器ROM中的编码（即64位地址）

符合ROM

55H

发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单总线上与该编码相对应的DS18B20使之作出响应，为下一步对该