【正文】 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當 P2口被寫“ 1”時，其管腳電位被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在 FLASH編程時， P0口作為原碼輸入口，當 FLASH進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部電位必須被拉高。 ? GND：接地。其主要特性如下： ? 與 MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全 兼容； ? 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器； ? 1000擦寫 周期； ? ~； ? 全靜態(tài)工作： 0Hz33MHz； ? 程序存儲器具有 3級加密保護； ? 128*8位內(nèi)部 RAM； ? 32可編程 I/O線； ? 兩個 16位定時器 /計數(shù)器； ? 6個中斷源和 2個優(yōu)先級； ? 可編程全雙工串行通道； 圖 89S51單片機引腳圖 ? 低功耗的閑置和掉電模式； ? 看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針； 4 ? 具有 JTAG接口，可方便地在線編程或在系統(tǒng)編程。 3 第 2章 系統(tǒng)主要元器件介紹 單片機的選用及功能介紹 AT89S51 是美國 ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS型 8位單片機，片內(nèi)含4Kbytes 的可編程的 Flash只 讀程序存儲器 ， 兼容標準 8051指令系統(tǒng)及引腳。傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻作為 溫度傳感 器。最大顯示溫度為 100 度，最小顯示 10 度。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術 (ATE)的結晶，特點 是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關的溫度控制量，適配于各種微控制器 (MCU)。在測溫領域，人們通常使用溫度傳感器，將溫度信息轉換為電流或電壓進行輸出，進而完成數(shù)據(jù)的處理和顯示。由于 DS18B20數(shù)字溫度傳感器是單總線器件，與 AT89S51單片機組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單、體積小等特點，并且由于是在同一根通信線上，因此可以擴展、掛接很 多這樣的測溫系統(tǒng)，十分方便。此溫度計能夠根據(jù)溫度的變化自動調(diào)節(jié)顯示。最大顯示溫度為 100度，最小顯示 10 度。 關鍵詞：數(shù)字溫度計； AT89S51； DS18B20； 74LS244 IV Abstract This paper presents a temperature measuring method using SingleChip AT89S51 and Digital Temperature Sensor DS18B20. The author has designed the interface circuit for AT89S51 and DS18B20. 74LS244 is also used to drive the devices by block code and in this way the results and be displayed through the digital display. All data will be collected and transported by an designed software. The Digital Temperature Sensor DS18B20 is a monobus device, but with the bination of SingleChip AT89S51, a temperature measuring system is made. This system has many advantages, such as its simple circuit, small size, etc. This system also brings convenience. A number of systems like this can be attached to only one munication line at the same time. Key words: Digital Temperature Sensor； AT89S51； DS18B20； 74LS244 1 第 1章 概述 簡述 單片機在測控領域中具有十分廣泛的應用，它既可以直接處理電信號，也可以間接處理溫度、濕度、壓力等非電信號。 本文正是基于溫度傳感器和單片機而構建的電路，進而完成溫度的測量和顯示。社會的發(fā)展使人們對傳感器的要求也越來越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機的基礎上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展，本文將介紹了智能集成溫度傳感器 DS18B20的結構特征及控制方法，并以此傳感器為測溫元件， AT89S51單片機為控制核心，構成的數(shù)字溫度測量裝置，并對其的工作原理及程序設計作了詳細的介紹。 設計思路 單片機的接口信號是數(shù)字信號。但是，熱敏電阻的可靠性較差、測量溫度準確率 低，而且還必須經(jīng)專門的接口電路轉換成數(shù)字信號 后才能由單片機進行處理。它集 Flash ROM程序存儲器，并支持可在線編程（ ISP）功能；另一方面，由于價格低、因而被廣泛應用于許多高性價比的場合，如工業(yè)控制、消費電子等各種控制領域，對于簡單的測溫系統(tǒng)而言，它已經(jīng)足夠。 AT89S51 單片機為 40引腳雙列直插式封裝。 ? P0口： P0口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每個管腳可吸收 8TTL門電流。 ? P1口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。作為輸入時， P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 ? P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門電流。 同時 P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。 ? PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源 (VPP)。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可以分別在 ~750ms 內(nèi)完成 9~12 位的數(shù)字量，并且從 DS18B20讀出 的信息或?qū)懭?DS18B20 的信息僅需一根線讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無須額外電源。 ? DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只 6 三極管的集成電路內(nèi) 。 ? 用戶可自設非易失性的報警上下限值。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 64 位 ROM 和 單 線 接 口 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高 溫 觸 發(fā) 器TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 VDD DQ VD1 VD2 C 8 圖 DS18B20 內(nèi)部結構圖 1) 64 位光刻 ROM。高速暫存 RAM 的結構為 8 字節(jié)的存儲器。它的內(nèi)部存儲器結構和字節(jié)定義如 表24 和表 25 所示。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。 TM R1 R0 1 1 1 1 1 10 表 26 溫度數(shù)據(jù)值格式 LS 字節(jié) MS 字節(jié) 其中“ S”為標志位，對應的溫度計算：當符號位 S＝ 0 時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S＝ 1 時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。23 22 21 20 21 22 23 24 S S S S S 26 25 24 11 表 28 ROM 指令表 指令 約定代碼 功 能 讀 ROM 33H 讀 DS18B20 ROM 中的編碼 匹配 ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單線總線上與該編碼相對應的 DS18B20 使之作出響應， 為下一步對該DS18B20 的讀寫作準備 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個數(shù)和識別 64 位 ROM地址，為操作各器件作好準備 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)溫度變換命令，適用于 單片工作。 (1) 初始化時序 響應脈沖60 ~2 40等待1 5 60主機 最小4 80主機復位脈沖最小4 80 US 圖 初始化時 總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機響應應答脈沖。 (2) 寫時序 采樣15~45采樣15~4511主機寫1 時序主機寫0 時序 圖 寫時序 寫時序包括寫 0 時序和寫 1 時序。 13 (3) 讀時序 主機采樣主機采樣454511主機寫1時 序主機寫0時 序 圖 讀時序 總線器件僅在主機發(fā)出讀時序是，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù) 。主機輸出低電平延時 2us，然后主機轉入輸入模式延時 12us，然后讀取總線當前電平，然后延時 50us。系統(tǒng)對 DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。（詳細見附錄一） 接口設計 DS18B20 可以采用兩種方式供電：一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20 的 1 腳接地， 2 腳作為信號線， 3 腳接電源；另一種是寄生電源供電方式，如圖 所示單片機端口接 單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個 MOSFET管來完成對總線的上拉。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三 狀態(tài) 的。 圖 主板 其他電路設計 18 1) 單片機電路 圖 單片機電路引腳圖 19 P0 口接 9 個 的排阻接 74LS244 然后接到顯示電路上。 P3 口中 、 、 接到按鍵電路。 圖 晶振控制電路圖 5) 復位電路 圖 復位電路 21 第 4章 軟件設計 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示子程序等。其程序流程圖如圖 所示。當最高顯示位為 0 時，將符號顯示位移入下一位，程序流程圖如圖 所示。溫度轉換命令子程序流程圖，如圖 所示 .