【正文】 、熔絲位和鎖定位的編程(3)外設(shè)特點(diǎn) 兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC 四通道PWM 8路10位ADC 8個(gè)單端通道 面向字節(jié)的兩線接口 兩個(gè)可編程的串行USART 可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的SPI串行接口 具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器 片內(nèi)模擬比較器 (4)I/O和封裝 32個(gè)可編程的I/O口 40引腳PDIP封裝,44引腳TQFP封裝,與44引腳MLF封裝 ATmega16引腳介紹圖12 ATmega16引腳圖(1)VCC：供電電壓(2)GND：接地(3)端口A(PA7~PA0)：端口A做為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。端口A為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口A處于高阻狀態(tài)。(4)端口B(PB7~PB0)：端口B為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口B處于高阻狀態(tài)。 　　(5)端口C(PC7~PC0)：端口C為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口C處于高阻狀態(tài)。如果JTAG接口使能，即使復(fù)位出現(xiàn)引腳 PC5(TDI)、PC3(TMS)與 PC2(TCK)的上拉電阻被激活?！　?6)端口D(PD7~PD0)：端口D為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D處于高阻狀態(tài)。　　(7)RESET：復(fù)位輸入引腳。持續(xù)時(shí)間超過(guò)最小門限時(shí)間的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。持續(xù)時(shí)間小于門限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。 　　(8)XTAL1：反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。 　　(9)XTAL2：反向振蕩放大器的輸出端。 　　(10)AVCC：AVCC是端口A與A/D轉(zhuǎn)換器的電源。不使用ADC時(shí)，該引腳 應(yīng)直接與VCC連接。使用ADC時(shí)應(yīng)通過(guò)一個(gè)低通濾波器與VCC連接。 　　(11)AREF：A/D的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。 　　 DS18B20芯片DS18B20是美國(guó)DALLAS公司推出的單總線數(shù)字化測(cè)溫集成電路，它具有獨(dú)特的單線接口方式，將非電模擬量溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)串行輸出，僅需占用1位I/O端口，能夠直接讀取被測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度值。它的體積小，電壓適用范圍寬(3V~5V)，并且可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)9~12位的溫度讀數(shù)，即具有可調(diào)的溫度分辨率，因此實(shí)用性和可靠性較高，在許多行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式。型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。由于其耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣的特點(diǎn)，也適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 DS18B20芯片的特性DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器，即“一線器件”，其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：(1)采用單總線的接口方式，與微處理器連接時(shí)，僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。單總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。(2)測(cè)量溫度范圍寬，測(cè)量精度高DS18B20的測(cè)量范圍為55℃~+125 ℃；在10~+85℃范圍內(nèi)，精度為177?！?。(3)在使用中不需要任何外圍元件。(4)持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在惟一的單線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。(5)供電方式靈活，DS18B20可以通過(guò)內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線上的時(shí)序滿足一定的要求時(shí)，可以不接外部電源，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。(6)測(cè)量參數(shù)可配置DS18B20的測(cè)量分辨率可通過(guò)程序設(shè)定9~12位。(7)負(fù)壓特性電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。(8)掉電保護(hù)功能，DS18B20內(nèi)部含有EEPROM，在系統(tǒng)斷電以后，它仍可保存分辨率及報(bào)警溫度的設(shè)定值。 DS18B20引腳排列圖13 DS18B20引腳排列。 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DSl8B20的內(nèi)部主要包括寄生電源、溫度傳感器、64位激光ROM單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器、溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL用于存儲(chǔ)用戶寫入報(bào)警上下限的報(bào)警觸。ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，每個(gè)DS18B20的64位序列號(hào)均不相同。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X^8＋X^5＋X^4＋1）。ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。HIGH TEMPERATURE TEMPRATURE SENSOR64BIT ROM AND1WIRE PORTPOWER SUPPLY SENSEMEMORY AND CONTROL LOGICSCRATCHPAD8BIT CRC GENERATORLOW TEMPERATURE DQINTERNAL VDDVDD圖14 DS18B20方框圖 DS18B20芯片各部分介紹(1)64位激光ROM 每個(gè)DS18B20都有一個(gè)唯一儲(chǔ)存在ROM中的64位編碼。最前面8位是單線產(chǎn)品系列編碼：28h。接著的48位是一個(gè)唯一的序列號(hào)。最后8位是以上56位的CRC編碼。64位ROM和ROM操作控制區(qū)允許DS18B20作為單總線器件并按照單總線協(xié)議工作。8位CRC編碼48位序列號(hào)8位產(chǎn)品系列編碼圖15 64位激光ROM碼(2)高速暫存存儲(chǔ)貯器高速暫存存儲(chǔ)器由9個(gè)字節(jié)組成，其分配如下圖所示。字節(jié)0和字節(jié)1為測(cè)得溫度信息的LSB和MSB，這兩個(gè)字節(jié)是只讀的。字節(jié)2和字節(jié)3是TH和TL的拷貝。字節(jié)4包含配置寄存器數(shù)據(jù)，詳細(xì)介紹如下圖所示。字節(jié)6 和7被器件保留，禁止寫入。這些數(shù)據(jù)在讀回時(shí)全部表現(xiàn)為邏輯1。高速暫存器的位8是只讀的，包含以上八個(gè)字節(jié)的CRC碼，CRC的執(zhí)行方式如CRC發(fā)生器節(jié)所述。34 TEMPERATURE LSBTEMPERATURE MSBTH/USERBYTE1TL/USERBYTE2RESERVEDRESERVEDCOUNT REMAINCOUNT PER℃CRCSCRATCHPADBYTE012345678EERAMTH/USERBYTE1TL/USERBYTE2圖16 高速暫存存儲(chǔ)器映象存儲(chǔ)器的第4位為配置寄存器。用戶可以通過(guò)按下圖所示設(shè)置R0和R1位來(lái)設(shè)定DS18B20的精度。上電默認(rèn)設(shè)置：R0=1,R1=1（12位精度）。注意：精度和轉(zhuǎn)換時(shí)間之間有直接的關(guān)系。暫存器的位7和位04被器件保留，禁止寫入；在讀回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，它們?nèi)勘憩F(xiàn)為邏輯1。bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit00R1R011111圖17 配置寄存器表11 溫度分辨率配置R1R0精度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009bitTconv/80110bitTconv/41011bit375msTconv/21112bit750msTconv (3)溫度傳感器DS18B20中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第0和第1個(gè)字節(jié)。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如圖所示。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計(jì)算十進(jìn)制值。23 22 21 20 21 22 23 24S S S S S 26 25 24BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0LS BYTEBIT15 BIT14 BIT13 BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8MS BYTES=SIGN圖18 DS18B20溫度寄存器格式表12 溫度/數(shù)據(jù)關(guān)系溫度/℃二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+12500000111 1101000007D0H+00000001 100100010191H+00000000 1010001000A2H+00000000 000010000008H000000000 000000000000H11111111 11111000FFF8H11111111 01011110FF5EH11111110 01101111FE6FH5511111100 10010000FC90H（4）CRC發(fā)生器CRC字節(jié)作為DS18B20 64位ROM的一部分存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。CRC碼由ROM的前56位計(jì)算得到，被包含在ROM的重要字節(jié)當(dāng)中。CRC由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)計(jì)算得到，