【正文】 37ROM指令表 指 令 功能 讀 ROM（ 33H） 讀 DS1820 溫度傳感器 ROM 中的編碼（既 64 位地址） 匹配 ROM（ 55H） 發(fā)出指令后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS18B20 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS18B20 讀寫做準備。操作協(xié)議為：初始化DS18B20 （發(fā)復(fù)位脈沖） → 發(fā) ROM 功能命令 → 發(fā)存儲器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，即若 石英頻率 fosc＝ 6MHz，則時鐘頻率＝ 3MHZ，因此，時鐘是一 個雙相信號，由 P1 相和 P2 相構(gòu)成。即用來連接單片機內(nèi) OSC的定時反饋回路。單片機時鐘頻率為 12MHz，則復(fù)位脈沖寬度至少應(yīng)該為 2μ s，復(fù)位電路如圖 42 所示 圖 42 單片機復(fù)位電路 （ 2） DS18B20 測溫電路 DS18B20 最大的特點是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式， DS18B20 的數(shù)據(jù) I/O 均由同一條線來完成。 19 圖 43DS18B20 與單片機接口電路 外部電源供電方式是 DS18B20 最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)。當某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點亮。 //延時 DQ = 0。然后以存在復(fù)位脈沖表示 DS18B20 已經(jīng)準備好發(fā)送或接收，然后給出正確的 ROM 命令和存儲操作命令的數(shù)據(jù)。在時間片結(jié)束時， I/O 引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回高電平，所有讀時間片的最短持續(xù)期為 60 微秒，包括兩個讀周期間至少 1μ s 的恢復(fù)時間。 在主機檢測到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出 ROM 命令。 然后就可以從剛才的二維數(shù)組匹配在線的溫度 傳感器，隨后發(fā)溫度讀取命令就可以獲得對應(yīng)的度值了。 寫時間時序：當主機把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平的時候，寫時間隙開始。所有讀時序至少需要 60us。 for(i=8。 } DS18B20 寫數(shù)據(jù) void ds1820wr(uchar wdata) { uchar i=0。 wdata=1。//*讀取溫度 */ a=ds1820rd()。 } tvalue=tvalue*()。 //ds18b20 與單片機連接口 sbit DQ=P3^2。j100。//獲取十位 if(disdata[1]==0) disdata[1]=21。 disdata[1]=tvalue/100。//獲取小數(shù)第一位 } } void display(uchar *lp,uchar lc)//顯示 { uchar i。 delay(5)。 //DQ 拉低 delay_18B20(100)。 //給脈沖信號 dat=1。i) { DQ=0。 ds1820wr(0xcc)。 tvalue=8。 display (uchar *lp,uchar lc) 。 這次的課程設(shè)計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計中的最大收獲。針對這一特性 ,基于線性插補的數(shù)學思想 ,利用 DSP技術(shù) ,對其進行誤差校正補償 .這種誤差校正的補償方法 ,不需增加硬件電路 ,計算方法簡單 ,軟件費用也很小 ,既提高了測量精度 ,又不需增加成本。//溫度值擴大 10 倍，精確到 1 位小數(shù) } /********************主程序 ***********************************/ 32 void main() { //初始化顯示 while(1) { read_temp()。 b=ds1820rd()。 } } /*讀取溫度值并轉(zhuǎn)換 */ void read_temp() { uchar a,b。 for (i=8。i0。 //DQ 復(fù)位 delay_18B20(4)。 //查表法得到要顯示數(shù)字的數(shù)碼段 delay(5)。//獲取個位再 disdata[2]+=10。 //顯示百位 if(disdata[0]==0) disdata[0]=21。 tvalue=tvalue%1000。ik。單片機對與 DS18B20主要完成對溫度的檢測和補償，通過 AT89S51 單片機對 DS18B20 芯片的控制和數(shù)據(jù)傳輸，查詢當前的 DS18B20 溫度采集和轉(zhuǎn)換是否完成是關(guān)鍵，并且完成對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)的讀取。 27 else { tvalue=~tvalue+1。 ds1820wr(0xcc)。 delay_18B20(10)。 delay_18B20(10)。 DS18B20 讀寫時序如圖 46 所示 25 圖 47 DS18B20 讀寫時序 圖 48讀 DS18B20流程圖 圖 49寫 DS18B20流程圖 DS18B20 讀數(shù)據(jù) uchar ds1820rd() { uchar i=0。主機要生成一個寫 0 時間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并保存 60μ s。產(chǎn)生寫 0 時序的方式：在主機拉低總線后，只需在整個時序期間保持低電平即可 (至少 60us)。 系統(tǒng)工作時，把讀取了編碼的 DS18B20 掛在總線上。 基于單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機發(fā)出的復(fù)位 23 脈沖和從機響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成。數(shù)據(jù)線在邏輯低電平必須保持至少 1 微秒；來自DS18B20 的輸出數(shù)據(jù)在時間下降沿之后的 15 微秒內(nèi)有效。總線經(jīng)過 。 圖 46DS18B20 復(fù)位時序 22 DS18B20 復(fù)位程序 void ds1820rst() { DQ = 1。 共陽極數(shù)碼管的 8 個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起。在這里采用前者方式供電。單片機的復(fù)位后是靠外部電路實現(xiàn)的， 在時鐘電路工作后，只要在單片機的 RST 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘振蕩脈沖（ 2 個機器周期）以上的高電平，單片機便可實現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。但是，當交變電場的頻率為某一特定值時，振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。此次設(shè)計中，我們采用由由內(nèi)部方式產(chǎn)生時鐘的方法形成時鐘電路。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。 （ 3） DS18B20 溫度傳感器的 內(nèi)部 存儲器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM和一個非易丟失性的可電擦除的 EEPRAM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH， TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 11 第三章 DS18B20 溫度傳感器 DS18B20 的 主要特性 （ 1）適應(yīng)電壓范圍寬，電壓范圍： ，在寄生電源方式下可以由數(shù)據(jù)線供電； （ 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； （ 3） DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測量。當 P2 口作為輸入接口時，應(yīng)先向口鎖存器寫 “ 1” 。若驅(qū)動普通負載，它只有 的灌電流驅(qū)動能力，輸出電流僅為幾十微安。低電平有效。接外部石英晶體和電容的另一端，若使用外部輸入時鐘，該引腳作為外部輸入時鐘的輸入端。 （ 3）時鐘振蕩電路 51 內(nèi)置一個振蕩器和時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，常用頻率為 6MHZ、 、 12MHZ。單片機 為了為了突出控制的功能，提供了數(shù)量多、功能強、使用靈活的并行 I/O 口，可以作為數(shù)據(jù)總線、地址總線以及控制總線的使用。 AT89S51 單片機的存儲器 51 系列單片機在物理上分為 4 個存儲空間：片內(nèi)程序存儲器和片外程序存儲器，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外數(shù)據(jù)存儲器。在 0— 100 攝氏度時，最大線形偏差小于 1 攝氏度。 由于 DS18B20 將溫度傳感器、信號放大調(diào)理、 A/D 轉(zhuǎn)換、接口全部集成于一芯片，與單片機連接簡單、方便，與 AD590 相比是更新一代的溫度傳感器，所以溫度傳感器采用 DS18B20。如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 ,具有 3 引腳 TO－ 92 小體積封裝形式 。中央微處理器 AT89S51： AT89S51 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)及 80S51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。社會的發(fā)展使人們對傳感器的要求也越來越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機 的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展，本文將介紹智能集成溫度傳感器 DS18B20 的結(jié)構(gòu)特征及控制方法，并對以此傳感器， 89S51 單片機為控制器構(gòu)成的數(shù)字溫度測量裝置的工作原理及程序設(shè)計作了詳細的介紹。 DS18B20 與 AT89C51 結(jié)合實現(xiàn)最簡溫度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強，適合于惡劣環(huán)境下進行現(xiàn)場溫度測量，有廣泛的應(yīng)用前景。 4 第一章 緒 論 數(shù)字溫度計的介紹 數(shù)字溫度計采用 DALLAS 公司的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為測溫元件，通過AT89S51 單片機處理，最終通過數(shù)碼管顯示?？臻e模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 DS18B20 支持 5 “ 一線總線 ” 接口，測量溫度范圍為 55℃ ~+125℃，在 10℃ ~+85℃范圍內(nèi) ,精度為℃。 DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20 是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。采用 51 單片機控制，軟件編程的自由度大，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而且體積小，硬件 實現(xiàn)簡單，安裝方便。還可在片外擴展 64K 的程序存儲器和 64K 的數(shù)據(jù)存儲器。 （ 2）串行接口 51 系列單片機內(nèi)還具有一個 全雙工串行通信口，用于跟外部設(shè)備進行串行通 8 信。 VSS（ 20 腳）：主電源負端，接地。 ALE／ PROG (30 腳 )：地址鎖存控制信號。當 EA 端保持高電平時，執(zhí)行訪問片內(nèi)程序存儲器，但在ＰＣ（程序存儲器）值超過 0FFFＨ（對５１子系列）或 1FFFH（對５２子系列）時 ，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲器內(nèi)的程序。 二是在 CPU 訪問片外存儲器（擴展外部（ ROM 或 RAM）時，它是一個標準的雙向 I/O 接口，采用分時復(fù)用方式提供低 8 位地址和用作 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。當 P3 口作為輸入接口時，應(yīng)先向口鎖存器寫 “ 1” 。 DS18B20 的外形及引腳功能 DS18B20 引腳： DQ 為數(shù)字信號 輸入 /輸出端； GND 為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，