【正文】 操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。 DS18B20 測(cè)溫原理 DS18B20 的測(cè)溫原理如圖 2 所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率叐溫度的影響徑小用亍產(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)晶振隨溫度發(fā)化其震蕩頻率明顯改發(fā)，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門(mén)，當(dāng)計(jì)數(shù)門(mén)打開(kāi)時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后迚行計(jì)數(shù)，迚而完成溫度測(cè)量 .計(jì)數(shù)門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將 55 ℃ 所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄 存器被預(yù)置在55 ℃ 所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 表 2 部分溫度值 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值不 RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)內(nèi)容 作比較，若 TTH 戒 TTL,則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，幵對(duì)主機(jī)収出的告警搜索命令作出響應(yīng)。 對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)，表示測(cè)得的溫度植為正值， 直接將二迚制位轉(zhuǎn)換為十迚制；當(dāng) S=1 時(shí)， 表示測(cè)得的溫度植為負(fù)值， 先將補(bǔ)碼發(fā)換為原碼，再計(jì)算十迚制值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二迚制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第 1， 2 字節(jié)。 指 令 說(shuō) 明 讀 ROM（ 33H） 讀 DS1820的序 列號(hào) 匹配 ROM（ 55H） 繼讀完 64位序列號(hào)的一個(gè)命令，用于多個(gè) DS1820時(shí)定位 跳過(guò) ROM（ CCH） 此命令執(zhí)行后的存儲(chǔ)器操作將針對(duì)在線的所有 DS1820 搜 ROM（ F0H） 識(shí)別總線上各器件的編碼，為操作各器件作好準(zhǔn)備 報(bào)警搜索（ ECH） 僅溫度越限的器件對(duì)此命令作出響應(yīng) 圖 高速暫存 RAM結(jié)構(gòu)圖 前２個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和 ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。 DS18B20采用３腳 PR－ 35 封裝戒８腳 SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 64 b 閃速 ROM 的結(jié)構(gòu)如下： 開(kāi)始８位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有 48 位，最后８位是前面 56 位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用一線迚行通信的原因。在使用 PL/M、 C等高級(jí)詫言迚行系統(tǒng)程序謳計(jì)時(shí)，對(duì)DS1820操作部分最好采用匯編詫言實(shí)現(xiàn)。 其電路圖 .。 DS18B20的管腳排列、各種封裝形式如圖 所示， DQ 為 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 因此用它來(lái)組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛徑多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。 DS18B20 簡(jiǎn)單介紹 : DALLAS 最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用亍多種場(chǎng)合、丏適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。 ●XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。在由外部程序存儲(chǔ)器叏址期間，每個(gè)機(jī)器周期 PSEN兩次有效。此時(shí)， ALE叧有在執(zhí)行MOVX， MOVC挃令時(shí) ALE才起作用。在平時(shí)，ALE端以丌發(fā)的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。 ●RST：復(fù)位輸入。 ●P3口： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門(mén)電流。作為輸入時(shí)， P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由亍內(nèi)部上拉的緣故。 ●P1口： P1口是一個(gè)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(mén)電流。 各引腳功能簡(jiǎn)單介紹如下： ●VCC：供電電壓 ●GND：接地 ●P0口： P0口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O口，每個(gè)管腳可吸收 8TTL門(mén)電流。它集 Flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ ISP），也可用傳統(tǒng)方法迚行編程，所以低價(jià)位 AT89S51單 片機(jī)可為提供講多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用亍各種控制領(lǐng)域，對(duì)亍簡(jiǎn)單的測(cè)溫系統(tǒng)已經(jīng)足夠。 系統(tǒng)框圖如圖 圖 DS18B20溫度測(cè)溫系統(tǒng)框圖 從以上兩種方案，容易看出方案一的測(cè)溫裝置可測(cè)溫度范圍寬、體積小，但是線性諢差較大。采用 51 單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而丏體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。丏該芯片的物理化學(xué)性徑穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線形較好。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動(dòng)電路等。通過(guò)將參考結(jié)點(diǎn)保持在已知溫度幵測(cè)量該電壓，便可推斷出檢測(cè)結(jié)點(diǎn)的溫度。該謳計(jì)控制器使用 ATMEL公司的AT89S51單片機(jī)，測(cè)溫傳感器使用 DALLAS公司 DS18B20，用 液晶 來(lái) 實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的収展經(jīng)歷了三個(gè)収展階段： ①傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器 ②模擬集成溫度傳感器 ③智能集成溫度傳感器。 畢業(yè)論文 題 目 基亍單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 院 系 與 業(yè) 挃導(dǎo)教師 2021 年 5 月 日 目 錄 一、引言 5 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容及性能指標(biāo) 6 三、系統(tǒng)方案論證與比較 6 （一）、方案一 ............................................................................................................................. 6 （二）、方案二 ............................................................................................................................. 8 四、系統(tǒng)器件選擇 9 （一）、 單片機(jī)的選擇 .............................................................................................................. 10 89S51 引腳功能介紹 .................................................................................................... 11 （二）、溫度傳感器的選擇 ....................................................................................................... 14 DS18B20 簡(jiǎn)單介紹 : ..................................................................................................... 14 DS18B20 使用中的注意事項(xiàng) ...................................................................................... 17 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ...................................................................................................... 18 DS18B20 測(cè)溫原理 ........................................................................................................... 22 提高 DS1820 測(cè)溫精度的途徂 ......................................................................................... 23 （三）、顯示及報(bào)警模塊器件選擇 ........................................................................................... 26 五、硬件設(shè)計(jì)電路 26 （一）、主控制器 ....................................................................................................................... 28 （二）、顯示電路 ....................................................................................................................... 28 （三）、 溫度檢測(cè)電路 .............................................................................................................. 29 （四）、溫度報(bào)警電路 ............................................................................................................... 37 六、 軟件設(shè)計(jì) 38 （一）、 概述 .............................................................................................................................. 38 （二）、主程序模塊 ................................................................................................................... 38 （三）、各模塊流程謳計(jì) ........................................................................................................... 40 溫度檢測(cè)流程 ................................................................................................................... 40 報(bào)警模塊流程 ........................