【正文】 5℃ ～＋ 125℃ 范圍的溫度值，并且可以顯示多位小數(shù)和具有溫度設(shè)定，溫度檢測，溫度報警及對超過設(shè)定溫度值處理等多種功能的數(shù)字溫度計。因此，在用 DS18B20進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 （ 4） 在 DS18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS18B20數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個 DS18B20，在實際應(yīng)用中并非如此，當(dāng)單總線上所掛 DS18B20超過 8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進(jìn)行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。 性能測試可用制作的溫度計和已有的成品溫度計來同時測量比較，由于DS18B20 的精確度很高，所以誤差指標(biāo)可以限制在 ℃ 以內(nèi)，另外 － 55℃～＋125℃ 的測量范圍使得該溫度計完全適合一般的應(yīng)用場合，其低電壓供電特性可做成電池供電的手持電子溫度計。 (05) (06) (07) (08) (09) DB 06DH, 07DH, 007H, 07FH, 06FH ；延時子程序 DELAY1: MOV R1, 0A0H DEL11: NOP DJNZ R1, DEL11 RET END ；工作內(nèi)存定義 : DISBUF0 EQU 10H DISBUF1 EQU DISBUF0+1 DISBUF2 EQU DISBUF1+1 …………………………………………… .. DISBUF9 EQU DISBUF8+1 調(diào)試性能分析和注意事項 1. 調(diào)試性能分析 系統(tǒng)的調(diào)試 [1] 以程序為主。 第五章 軟件編程 調(diào)試及性能分析 19 1. DS18B20 復(fù)位子程序 DS18B20 復(fù)位時序圖參看后面芯片功能部分有詳細(xì)的介紹。第四章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 15 通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號 C0C7與驅(qū)動芯片 ULN2803A相連，以此為橋梁與 AT89C52相連，實現(xiàn)位控制功能。具體電路如下圖 22所示。報警電路很簡單，只有一個發(fā)光二極管，與 AT89C52 的 管腳相連，若實際測量的溫度值大于預(yù)置溫度值，則發(fā)光二極管亮，即為報警標(biāo)志。 （ 11） Read Power Supply[0B4H] 若把這條命令發(fā)給 DS18B20后發(fā)出讀時間隙，器件會返回它的電源模式： 0為寄生電源， 1為外部電源。如果使用寄生電源，總線控制器必須在發(fā)出這條命令后立即啟動強(qiáng)上拉，并最少保持 500ms以上時間。如果使用寄生電源，總線控制器必須在這條命令后立即啟動強(qiáng)上拉，并最少保持 10ms。讀取將從第 1字節(jié)開始，一直進(jìn)行下去，直到第 9（ CRC）字節(jié)讀完。只要 DS18B20不掉電，報警狀態(tài)將一直保持，直到再一次測得的溫度值達(dá)不到報警條件。搜索 ROM命令允許總線控制器用排除法識別總線上的所有從機(jī)的 64位編碼。 （ 3） Skip ROM [0CCH] 這個命令允許總線控 制器不用提供 64位 ROM編碼就使用存儲器操作命令，在單點總線情況下，可以節(jié)省時間。 （ 2） Match ROM [55H] 這是個匹配 ROM命令，后跟 64位 ROM序列，讓總線控制器在多點總線上定位一只特定的 DS18B20。圖 25（ a）中 DS18B20 采用寄生電源方式，其 VDD 和 GND 端均接地，圖 25（ b）中 DS18B20 采用外接電源方式，其 VDD 端用 3V～ 電源供電。 讀時間片 :主機(jī)將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平 1us 以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產(chǎn)生讀起始信號。 表 27 DS18B20暫存寄存器分布 寄存器內(nèi)容 字節(jié)地址 溫度值低位 （ LS Byte） 0 溫度值高位 （ MS Byte） 1 高溫限值（ TH） 2 低溫限值（ TL） 3 配置寄存器 4 保留 5 保留 6 保留 7 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 10 CRC 校驗值 8 DS18B20等待 DS18B20Tx產(chǎn)生 15us—16us 脈沖 60240 主機(jī)復(fù)位脈沖 VCC 480usTX960us 主機(jī) Rx min480us 1Wire Bus GND 圖 24 （ a）初始化時序 主機(jī)控制 DS18B20 完成任何操作之前必須先初始化，即主機(jī)發(fā)一復(fù)位脈沖(最短為 480us 的低電平 )，接著主機(jī)釋放總線進(jìn)入接收狀態(tài)， DS18B20 在檢測到I/O 引腳上的上升沿之后，等待 1560us 然后發(fā)出存在脈沖 (60240us 的低電平 )。開始兩個字節(jié)包含被測溫度的數(shù)字量信息；第 5字節(jié)分別是 TH、 TL、配置寄存器的臨時拷貝，每一次上電復(fù)位時被刷新；第 8字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9字節(jié)讀出的是前面所有 8個字節(jié)的 CRC碼，可用來保證通信正確。 表 25:配置寄存器結(jié)構(gòu) TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是 “ 1” ， TM 是測試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。 這是 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲在 DS18B20的兩個 8比特的 RAM中，二進(jìn)制中的前面 5位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 ；如果溫度小于 0，這 5位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 。 64位 ROM的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8＋ X5＋ X4＋ 1）。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器 件提供電源。 . 2． DS18B20外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 22所示，主要由 4部分組成： 64位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。 （ 5） 可編程的分辨率為 9～ 12 位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、℃ 和 ℃ ， 可實現(xiàn)高精度測溫 。 （ 2） 獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 。采用外部時鐘 的電路如圖 21（ b）圖所示。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 6 （ 13）時鐘振蕩器 : AT89C52 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 當(dāng)一條指令訪問 7FH 以上的內(nèi)部地址單元時，指令中使用的尋址方式是不同的，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高 128 字節(jié)。 （ 9） XTAL1:振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 EA 端必須保持低電平 (接地 )。 （ 7） RST:復(fù)位輸入。 P3 口輸出緩沖第三章 芯片功能簡介 5 級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫“ 1”，通過內(nèi)部的上 拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (ILL)。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 (ILL)。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0 寫“ 1”時可作為高阻抗輸入端用。具體實現(xiàn)步驟見軟件設(shè)計章節(jié)。 溫度測量的方案與分析 1．芯片選擇 本設(shè)計的測溫系統(tǒng)采用芯片 DS18B20， DS18B20 是 DALLAS 公司 的最新單線數(shù)字溫度傳感器，它的體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)， DS18B20 是世界上第一片支持 “一線總線 ”接口的溫度傳感器， 具有 一線總線獨特而且經(jīng)濟(jì)的特點 。 本數(shù)字溫度計設(shè)計采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后推出的一種改進(jìn)智能溫度 傳感器 DS18B20 作為檢測元件，測溫范圍為 － 55℃ ～＋ 125℃ ，最大分辨率可達(dá) ℃ 。 （ 4） 超出 預(yù)置 值時系統(tǒng)會自動報警 ，即發(fā)光二極管亮。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 2 第二章 .設(shè)計任務(wù)及方案分析 設(shè)計任務(wù)及要求 設(shè)計一個以單片機(jī)為核心的溫度 測量 系統(tǒng) ，可實現(xiàn)的功能為： （ 1）測量 溫度 值 精度為 177。 按照系統(tǒng)設(shè)計功能的要求，確定系統(tǒng)有 5 個模塊組成：主控制器 、 溫度傳感器 DS18B 報警電路 、 按鍵預(yù)置溫度值電路 及顯示電路。 進(jìn)而想到采用智能溫度傳感器來設(shè)計 數(shù)字溫度計。而采用單片機(jī)對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便，簡單和靈活等優(yōu)點，而且可以大幅度提高溫度控制的技術(shù)指標(biāo)。 關(guān)鍵詞 ： 顯示電路 ,單片機(jī) ， AT89C52，溫度傳感器 ， DS18B20 ,單總線 目錄 II 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................. I 第一章 緒論 ................................................................................................................... 1 第二章設(shè)計任務(wù)及方 案分析 ........................................................................................ 2 設(shè)計任務(wù)及要求 ....................................................................................................... 2 設(shè)計總體方案及方案論證 ..................................................................................... 2 溫度測量的方案與分析 ......................................................................................... 2 第三章芯片功能簡介 .................................................................................................... 4 AT89C52 芯片簡介 .............................................................................................. 4 DS18B20 的功能簡介 ........................................................................................... 6 第四章系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 ...................................................................................... 13