【正文】 使用要求。隨著大規(guī)模集成電路工藝的提高，出現(xiàn)了多種集成的數(shù)字化溫度傳感器。 在 64 b ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（ CRC）。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲器， 表 3－ 2 DS18B20 高速暫存器結(jié)構(gòu) 序號 寄存器名稱 作用 0 溫度低字節(jié) 以 16 位補碼形式存放 1 溫度高字節(jié) 6 2 TH/用戶字節(jié) 1 存放溫度上限值 3 HL/用戶字節(jié) 2 存放溫度下限值 5 保留字節(jié) 2 6 計數(shù)器余值 7 計數(shù)器 8 CRC 值 12 此外， DS18B20 內(nèi)部還包括寄生電源、電源檢測、存儲控制邏輯、 8 位循環(huán)冗余碼生成器（ CRC）等部分。若采用外部電源，則通過二極管向器件供電。 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(zhuǎn)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。減法計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1 的預置值減到 0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1 重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時， 停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。 表 35 DS18B20 暫存器命令 指令 約定代碼 操作說明 溫度變換 44H 啟動 DS18B20 進行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間最長為500MS，結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 3， 4 字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復制暫存器 48H 將 E2PRAM 中第 3， 4 字節(jié)內(nèi)容復制到 E2PRAM 中 重調(diào) E2PRAM 0BBH 將 E2PRAM 中內(nèi)容恢復到 RAM 中的第 3， 4 字節(jié) 讀 供 電方 式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時 DS18B20 發(fā)送“ 0”，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“ 1” （ 2）對 ROM 的 5 種操作命令 。 ④ 跳過 ROM 命令（代碼為 CCH）：該命令用于對總線上的報警器進行尋找，其用法與尋找 ROM 一樣。 （ 1） DS18B20 的初始化 DS18B20 的所有操作均從初始化開始，初始化的過程是首先由 CPU 發(fā)出一個復位脈沖，復位脈沖的時間為 480～ 960us，然后由叢屬器件發(fā)出應答脈沖。具體程序可以按照上面的工作時序圖和命令的相應格式進行程序設(shè)計。采用寄生電源供電方式是 VDD和 GND 端均接地。 和一個 MOSFET 管連接來完成對溫度傳感器 DS18B20 總線的上拉， MOSFET 一端接 +5v 電源，另一端接在傳感器的總線上來對傳感器提供電源。 程序設(shè)計語言有三種：機器語言、匯編語言和高級語言。 本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、復位應答子程序、寫入子程序、以及有關(guān) DS18B20的程序（初始化子程序、寫程序和讀程序） 系統(tǒng)軟件設(shè)計的一般原則 在單片機應用開發(fā)中代碼使用效率、單片機的抗干擾性以及軟件可靠性是實際工程設(shè)計的重點。 [1]物理參數(shù) [2]資源參數(shù) [3]應用參數(shù) [4]過程參數(shù) （ 3）單片機的抗干擾性 防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔離干擾路徑。 （ 1） 主程序 主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理 DS18B20 的測量的當前溫度值，溫度測量每 1s 進行一次。 本課題通過分析對比各種不同的溫度傳感器，選定 DS18B20，這種單總線數(shù)字溫度傳感器的通信方式比較獨特，軟件編寫要求的比較新穎，特點突出。當測得溫度大于設(shè)定值，則進入降溫階段，則置 為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行監(jiān)測，直到溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，置 為高電平斷開，關(guān)閉 風扇，等待下一次的啟動命令。用戶可靈活選擇本設(shè)計的用途，有很強的實用價值。 其次，還要感謝周圍那些在本人作設(shè)計和學習期間曾幫助過我的朋友、老師和同學。包括如何去選課題，怎樣思考問題，然后如何去收集整理資料，之后怎樣組織 材料撰寫論文等等，這為我們即將面臨的畢業(yè)設(shè)計等各類課題的設(shè)計打下了一定的基礎(chǔ)。此外，還能廣泛地應用于其他一些工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，如建筑，倉儲等行業(yè)。通過一系列 的實驗發(fā)現(xiàn)：由 DS18B20 構(gòu)建的測溫小系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度監(jiān)控，對溫度小變化較敏感；不適合應用于要求實時性強、溫度跨度大的測溫方式。 圖 42 讀 出溫度子程序 跳 過 ROM 匹配命令 寫入子程序 溫度轉(zhuǎn)換命令 顯示子程序 (延時 ) 寫入子程序 寫入子程序 DS18B20 復位、應答子程序 DS18B20 復位、應答子程序 跳過 ROM 匹配命令 讀溫度命令子程序 終 止 25 （ 3）復位、應答子程序 圖 43 復位、應答子程序 開始 口清 0 延時 537US 口置 1 標志位置 1 50US 是否有低電平 有 234US低電平 口置 1 終止 標志位置 1 是 否 是 否 26 （ 4）寫入子程序 圖 44 寫入子程序 開始 進位 C 清 0 清 0 延時 12US 帶進位右移 延時 46US 置 0 R2 是否為 0 結(jié)束 27 （ 5)系統(tǒng)總的流程圖 圖 45 系統(tǒng)總的流程圖 開 始 初始化 DS18B20 顯示當前溫度 判斷當前溫度值 超過設(shè)定 溫度上限 啟動風扇 降低溫度 紅燈亮 設(shè)定溫度上、下限 啟動電熱爐升高溫度 是 否 低于設(shè)定 溫度下限 是 綠燈亮 否 28 第五章 小結(jié) 本 she1利用 Proteus與 KEIL C51對單片機多點溫度測量系統(tǒng) 進行了仿真設(shè)計．從本文結(jié)果可以看出，利用 Proteus進行單片機系統(tǒng)的仿真設(shè)計可以極大地簡化單片機程序在目標硬件上的調(diào)試工作，大幅度節(jié)省制作電路板的時間，對于提高產(chǎn)品的開發(fā)效率、降低開發(fā)成本等有重要作用． 硬件電路的簡單是以軟件的復雜為代價的，所以在程序編寫和調(diào)試的過程中稍一粗心就會出現(xiàn)錯誤，包括時間延時不夠，設(shè)置參數(shù)的類型有誤，按鍵子程序放置位置不妥等錯誤。 4. 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計的一般步驟 系統(tǒng)進行軟件設(shè)計時，先要對本課題硬件有一個熟練的掌握，知道系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)的傳輸，信號是如何被控制的，以及信號的顯示。 本課題采用 C 語言編程，在此必須注意以下問題： （ 1）提高程序代碼效率 23 必須熟悉當前使用的 C 語言編譯器，試驗每條 C 語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道代碼效率。而且 MCS— 51 指令系統(tǒng)有豐富的位操作（或稱位處理）指令，可以形成一個相當完整的位操作指令子集，這是 MCS— 51 指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點之一。甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。 ～ 三個 I/O 口分別接 39 所示。本設(shè)計 采用電源供電方式， 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 管和 89S51 的 來完成對總線的上拉。 圖（ a） DS18B20 寫時序 圖（ b） DS18B20 讀時序 圖 35 DS18B20 操作時序圖 17 （ 3） 發(fā)送 RAM 命令 RAM 命令是暫存器操作命令，共有 6 條，在前面已經(jīng)列出，其功能是實現(xiàn)溫度的轉(zhuǎn)換、讀 /寫、復制暫存器的內(nèi)容等功能。值得注意的是，每一次讀寫之前都要對它進行復位。這樣就實現(xiàn)了單總線上的尋址。實際應用中， DS18B20 可以距單片機150m 遠，測量數(shù)據(jù)不會產(chǎn)生誤差，在同一條數(shù)據(jù)總線上可以并接許多片 DS18B20實現(xiàn)多路溫度采集。 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送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩 頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù) 門打開