【正文】 10 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值 與 RAM 中的 TH、 TＬ字節(jié)內(nèi)容作比較。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶 符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第１、２字節(jié)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。 DS18B20 工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存ＲＡＭ和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EERAM。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。 DS18B20 引腳介紹： TO－ 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見（圖 3），其引腳功能描述見（表 1）。 圖 1 總體設(shè)計(jì)方框圖 主控制器 單片機(jī) AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用三節(jié)電池（ ）供電。顯示器模塊由三個(gè)單獨(dú)的共陽 LED 數(shù)碼管組成。 5．可編輯數(shù)據(jù)為 9~12 位，轉(zhuǎn)換 12 位溫度時(shí)間為 750ms（最大） 6．用戶可自設(shè)定報(bào)警上下限溫度 7．報(bào)警搜索命令可識(shí)別和尋址哪個(gè)器件的溫度超出預(yù)定值。 2．每只 DS18B20 具有一個(gè)獨(dú)有的，不可修改的 64 位序列號(hào)， 根據(jù)序列號(hào)訪問地址的器件。 方案二 進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感 器 DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就可以滿足設(shè)計(jì)要求 。本設(shè)計(jì)是通過MCS51 單片機(jī)和 DS18B20 轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的采集、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換、處理、顯示過程。 但是常用的溫度計(jì)多為管式溫度計(jì)，不僅讀數(shù)很不方便，還容易損壞。揚(yáng)州職業(yè)大學(xué) 揚(yáng) 州 職 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 系 別 ： 電子工程系 專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) /信息管理 班 級(jí)： 04 電 /信 (2) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教師： 汪浩 完成時(shí)間： 2021 年 5 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 2 目 錄 摘要 和主要設(shè)計(jì)任務(wù) ????????????????????????? 3 關(guān)鍵詞 ???????????? ??????????????????? 3 第 1 章 序言 ???????????????????????????? 3 第 2 章 硬件的設(shè)計(jì) ????????????????????????? 4 ????????????????? 4 系統(tǒng)組成 ??????????????????????? 4 工作原理 ???????????????????????? 4 ??????????????????? ? 4 DS18B20 的通信協(xié)議 ?? ???????????????? ? 9 DS18B20 控制方法 ???????????????????? 11 DS18B20 溫度傳感器與單片機(jī)的接口電路 ?????????? 11 CPU 芯片及電路 ?????????????????? ??? 12 顯示電路 ??????????????????????? ? 13 精度調(diào)試 ?????????????????????? ? 13 系統(tǒng)整體硬件電路 ??? ???????????????? 14 第 3 章 軟件的設(shè)計(jì) ??? ????????????????????? 15 ?? ?????????????????? 16 顯示電路的框圖 ????????????????????? 16 CPU 數(shù)據(jù)處理的框圖 ??????????????????? 17 軟件調(diào)試 ? ??????????????????????? 18 第 4 章 檢測(cè)與調(diào)試 ???????????????????????? 24 硬件調(diào)試 ?? ?????????????????????? 24 軟件調(diào)試 ? ?????? ????????????????? 24 ⒋ 3軟硬件聯(lián)調(diào) ?????????????????????? 25 第 5 章 總結(jié)與心得 ????????????????????????? 26 附錄 1 元件清單 ????????????????????????? 27 參考資料 ????????????????????????????? 28 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 3 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 摘要 ： 溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需 要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。為此我們?cè)?DS18820數(shù)字溫度傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)上制作了數(shù)字溫度計(jì)，數(shù)碼管直接顯示溫度，讀數(shù)方便快易，而且電路簡(jiǎn)單、安全可靠。要求綜合運(yùn)用所學(xué)主要課程的知識(shí)，并要求查詢有關(guān)技術(shù)資料和書籍，得到本設(shè)計(jì)所要的技術(shù)數(shù)據(jù)和相關(guān)知識(shí)。 從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故采用了方案二。 3．低壓供電，電源范圍從 3~5V，可以本地供電，也可以直接從數(shù)據(jù)線上竊取電源（寄生電源方式）。 8． DS18B20 的分辯率由用戶通過 EEPROM 設(shè)置為 9~12 位 9． DS18B20 可將檢測(cè)到溫度值直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并通過串行通信的方式與主控制器進(jìn)行 數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)程序分傳感器控制程序和顯示器程序兩部分， 傳感器控制程序是按照 DS18B20 的通信協(xié)議編制。 顯示電路 顯示電路采用 3 位共陽 LED 數(shù)碼管，從 P0 輸出段碼。 （底視圖） 圖 3 表 1 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。該協(xié)議定義了 幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ： DS18B20 采用３腳 TO92 封裝或８腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如（圖 4）所示。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。該字節(jié)各位的定義如（圖 5）所示。 高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB 形式表示。若Ｔ＞ TH 或 T＜ TL，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令做出響應(yīng)。 DS18B20 的測(cè)溫原理是這樣的 ,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器１；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其 振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器２的脈沖輸入。其輸出用于修正減法計(jì) 數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大于被測(cè)溫度值。 DS18B20 的通信協(xié)議 由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì) AT89C51 單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們 必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來完成對(duì) DS18B20 芯片的訪問。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備 ，單總線器件作為從設(shè)備。與 DS18B20 的通信，是通過操作時(shí)隙完成單總線上的數(shù)據(jù)傳輸。 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序圖： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 10 ② 寫時(shí)隙 當(dāng)主機(jī)將單總線 DQ 從邏輯高拉為邏輯低時(shí)，即啟動(dòng)一個(gè)寫時(shí)隙，所有的寫時(shí)隙必須在 60~120us 完 成，且在每個(gè)循環(huán)之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間。所以在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)隙，以便 DS18B20 能夠傳輸數(shù)據(jù)。若發(fā)送為 0，則拉低總線當(dāng)發(fā)送 0 時(shí)， DS18B20 在該時(shí)隙結(jié)束后，釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至高電平狀態(tài)。 對(duì)于 DS18B20 的讀時(shí)序分為讀 0 時(shí)序和讀 1 時(shí)序兩個(gè)過程。另一種是寄生電源供電方式，如（圖 6） 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET 管來完成對(duì)總線的上拉。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測(cè)試系統(tǒng) 12 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 04 .7 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機(jī).... 圖 6 DS18B20 與單片機(jī)的接口 電