【正文】 總之，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要協(xié)調(diào)這種時(shí)間滯后，使系統(tǒng)滿足實(shí)時(shí)性要求。（7）要嚴(yán)格的按照時(shí)隙圖對(duì) DS18B20 進(jìn)行復(fù)位和讀寫操作。 測(cè)溫系統(tǒng)的硬件工作原理對(duì) DS18B20 初始化后，主機(jī)發(fā)出 SKIP ROM 命令，此命令執(zhí)行后的存儲(chǔ)器操作命令將對(duì)所在線的 DS18B20，在發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換啟動(dòng)碼 44H，等待 750ms 后，先發(fā)出匹配 ROM 命令（55H） ，緊接著主機(jī)提供一片 DS18B20 的 64 位序列號(hào)，讀取其溫度存儲(chǔ)器值，存入數(shù)據(jù)緩存。DS18B20 的編碼是可以糾正一位錯(cuò)誤的，當(dāng)錯(cuò)誤多余一個(gè)就是要重新采集數(shù)據(jù)，本文給出一種利用查表進(jìn)行糾錯(cuò)的方法。DS18B20 的 CRC 碼是可以糾正一位錯(cuò)誤的。CRC 發(fā)生器的邏輯電路對(duì)應(yīng)的表達(dá)式是 X8+X5+X4+1（對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為100110001） ，也稱生成多項(xiàng)式，記位 g（x） 。DS18B20 在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)為用戶提高了用于檢驗(yàn)遇救錯(cuò)的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（cyclic redundancy code crc） 。減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器 1 重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。多點(diǎn)測(cè)溫中若用序列號(hào)作為傳感器的地址編碼，一種簡單的方法是采取以下幾個(gè)步驟：（1）逐個(gè)測(cè)出每個(gè)傳感器的序列號(hào)，連同其在測(cè)溫現(xiàn)場(chǎng)位置的手工編號(hào)，作為地址編碼做成標(biāo)簽貼在傳感器的表面。(2).序列號(hào)訪問命令接下來，用戶通過信號(hào)線，發(fā)送一個(gè)特定的 64 位序列號(hào)編碼。寫時(shí)間片：將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，產(chǎn)生起始信號(hào)。表 24 DS18B20 RAM 命令指令約定代碼功能溫度變換 44H啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存入內(nèi)部 RAM。 DS18B20 的操作協(xié)議DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的。所有寫時(shí)序至少需要 60us，且在 2 次獨(dú)立的寫時(shí)序之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間，都是以總線拉低開始。 DS18B20 工作時(shí)序根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：1. 每一次讀寫之前都必須要對(duì) DS18B20 進(jìn)行復(fù)位；2. 復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令；3. 最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對(duì) DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。DS18B20 有兩種供電方式：—— 的電源供電方式和寄生電源供電方式（直接從數(shù)據(jù)線獲取電源） 。表 是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù) [6]。TM R1 R0 1 1 1 1 1圖 DS18B20 字節(jié)定義由表 可見，分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長。3) 高速暫存存儲(chǔ)，可以設(shè)置 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的精度。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D 轉(zhuǎn)化器、存儲(chǔ)器等做在一個(gè)很小的集成電路芯片上，傳感器直接輸出的就是溫度信號(hào)數(shù)字值。水銀溫度計(jì)至今仍是各種溫度測(cè)量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。我們說話平均語速 4 字/秒，所以 20 秒我們錄 80 字。ISD 系列語音芯片特點(diǎn):南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12（a）所需外圍元件少，電路簡單，操作方便；（b）采用直接模擬量存貯技術(shù) DAST(Direct Analog Storage Technology)，再現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲；（c）零功率信息存貯，省掉備用電源；（d）信息可保存 10 年以上，可反復(fù)錄放達(dá) 10 萬次之多；（e）易于使用，語音固化無需專用編程或開發(fā)裝置，可隨意改變錄音內(nèi)容；（f）較強(qiáng)的選址能力，可進(jìn)行分段管理和分段存儲(chǔ)多段信息；（g）具有自動(dòng)省電模式，錄音和回放后即刻進(jìn)入等待模式，此時(shí)僅需 的維持電流；（h）自帶時(shí)鐘源，高抗干擾性能；（i）可直接驅(qū)動(dòng) 816 喇叭工作，輸出不失真功率大于 50mW。 語音電路本系統(tǒng)語音電路可錄制四段提示音，同時(shí)，在電話接通后，可以將語音分段播放。單片機(jī)復(fù)位電路是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從該狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后PC=0000H，使單片機(jī)從第一個(gè)單元取指令。本設(shè)計(jì)采用電源供電方式， 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 管和 89S52 的 來完成對(duì)總線的上拉。：INT1，外部中斷1輸入。PORT2（～）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一個(gè) 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。 時(shí)鐘頻率 033MHz 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 AT89S52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） ，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。看門狗電路完成對(duì)系統(tǒng)電源電壓的監(jiān)測(cè)工作。我們錄音13段。通過本系統(tǒng)提高學(xué)生對(duì)于溫度控制的認(rèn)識(shí)。在實(shí)際生產(chǎn)、生活等各個(gè)領(lǐng)域中，溫度是環(huán)境因素的不可或缺的一部分，對(duì)溫度及時(shí)精確的控制和檢測(cè)顯得尤為重要。這條道路就是芯片化道路。：溫度檢測(cè)與及報(bào)警系統(tǒng)的國內(nèi)外狀況溫度是一個(gè)非常重要的物理量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵?、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形、結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過程。所以，測(cè)量控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煉油、化工、冶金、電力、電子、輕工和紡織等行業(yè)[1]。所以單片機(jī)在工業(yè)中應(yīng)用中，可以極大地提高工業(yè)設(shè)備的智能化、數(shù)據(jù)處理能力和處理效率，而且單片機(jī)無需占用很大的空間。使南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2用自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)可以對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的溫度進(jìn)行自動(dòng)控制，保證生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化能夠順利、安全進(jìn)行，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問題。針對(duì)以上情況，在控制成本的前提下，通過本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一款能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)控制溫度，又具有對(duì)系統(tǒng)設(shè)定不同的報(bào)警溫度的溫度控制報(bào)警系統(tǒng)功能。 語音報(bào)警先錄音，能分160段(地址為00H0A0H)。南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4第二章：系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案　單片機(jī)語音溫度報(bào)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)語音溫度報(bào)警計(jì)電路設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 所示，控制器采用單片機(jī) AT89S52，溫度傳感器采用 DS18B20，語音電路采用 ISD1420,用 3 位 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)溫度顯示。AT89S52芯片本身集成了看門狗（WDT）電路，這是為了系統(tǒng)更加的穩(wěn)定可靠，避免了系統(tǒng)因?yàn)樗罊C(jī)而停止工作的情況發(fā)生這種做法對(duì)于實(shí)際上長時(shí)間運(yùn)行在惡劣狀況的交通燈控制系統(tǒng)來說是十分必要的。 AT89S52 主要功能特性： 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針AT89S52 的引腳功能介紹：VCC：AT89S52 電源正端輸入，接+5V。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（VPP） 。其他三個(gè)I/O端口（PPP3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)作I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。其引腳分配如下：：RXD，串行通信輸入。 溫度檢測(cè)和報(bào)警主機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)，使用比較方便，在程序跑飛時(shí)，可以手動(dòng)復(fù)位，這樣就不用在重起單片機(jī)電源，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。圖 報(bào)警電路 單片機(jī)及復(fù)位鍵控制模塊 單片機(jī)采用89S52，其中有8K內(nèi)存可用。圖 按鍵復(fù)位電路該電路除了具有上電復(fù)位電路功能，還可以使用中復(fù)位，只要按下圖 中的 RESET 鍵，此時(shí)電源 VCC 經(jīng)電阻 R1 、R2 分壓，在 RESET 端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。錄制的信息存放在內(nèi)部不揮發(fā)單元中，斷點(diǎn)后可以長久保存。根據(jù) PLAYE、PLAYL 或 REC 的下降沿信號(hào)，地址輸入被鎖定。共錄 13 段,錄每段時(shí)同時(shí)用數(shù)碼管提示，分別用數(shù)字 0F 來表示。它們都是基于溫度變化引起其物理參數(shù)(如電阻值，熱電勢(shì)等)的變化的原理。 (2) DS18B20 的外形及管腳排列如下圖 2: 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16圖 DS18B20 封裝(3) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由六分組成：1) 64 位光刻 ROM。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。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18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 2 字節(jié)。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。外部電源供電南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20寄生電源供電6）溫度報(bào)警信號(hào)DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)化后，就把測(cè)的的溫度值與 Th、Tl 做比較，若 TTh或 TTl,則將器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位，將對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。主機(jī)輸出低電平，保持低電平時(shí)間至少 480us，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。每個(gè)讀時(shí)序都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線 1us。搜 索 ROM 0F0H用于確定掛在同一總線上 DS18B20 的個(gè)數(shù)和識(shí)別 64 位 ROM 地址，為操作各個(gè)器件做好準(zhǔn)備。讀供電方 式0B4H讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電是 DS18B20 發(fā)送“0” ，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“1” 。每個(gè)讀周期最短的持續(xù)時(shí)間為 60us，各個(gè)讀周期之間必須有 1us 以上的高電平恢復(fù)期。表 25 二進(jìn)制數(shù)據(jù)與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系溫度 溫度數(shù)據(jù)輸出（二進(jìn)制） 溫度數(shù)據(jù)輸出（16 進(jìn)制）+125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h+85℃ 0000 0101 0101 0000 0550h+℃ 0000 0001 1001 0001 0191h+℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h+℃ 0000 0000 0000 1000 0008h0℃ 0000 0000 0000 0000 000h℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh℃ 1111 1110 0110 1111 FF6Fh55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90h南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 DS18B20 序列號(hào)編碼DS18B20 內(nèi)部具有出廠前固化的 8 字節(jié)代碼，如表所示。程序可以先跳過 ROM，啟動(dòng)所有 DSl8B20 進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配ROM，再逐一地讀回每個(gè) DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù)。減法計(jì)數(shù)器斜坡累加器減到 0減法計(jì)數(shù)器預(yù) 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計(jì)數(shù)比較器預(yù) 置溫度寄存器減到 0圖 測(cè)溫原理內(nèi)部裝置 DS18B20 的測(cè)溫流程初始化DS18B20跳過 ROM匹配溫度變換 延時(shí) 1S跳過 ROM匹配讀暫存器轉(zhuǎn)換成顯示碼數(shù)碼管顯示圖 DS18B20 測(cè)溫流程 DS18B20 數(shù)據(jù)校驗(yàn)與糾錯(cuò)（1）在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，敏感元件與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般有一定的距離，不南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27可避免的要遇到電磁干擾。例如 16 進(jìn)制溫度值 018CH 對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為0000000110001100，溫度值是 ℃；FF5EH 對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制為1111111101011110，℃。直接算法：用于生成多項(xiàng)式直接進(jìn)行校驗(yàn)的方法是將低字節(jié)位放在前