【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(duì)應(yīng)的 DS18B20 使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)該 DS18B20 讀寫做準(zhǔn)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(chǔ)器操作命令 → 處理數(shù)據(jù)。時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，即若 石英頻率 fosc＝ 6MHz，則時(shí)鐘頻率＝ 3MHZ，因此，時(shí)鐘是一 個(gè)雙相信號(hào)，由 P1 相和 P2 相構(gòu)成。即用來連接單片機(jī)內(nèi) OSC的定時(shí)反饋回路。單片機(jī)時(shí)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(jī)復(fù)位電路 （ 2） DS18B20 測(cè)溫電路 DS18B20 最大的特點(diǎn)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(jī)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(qiáng)，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)某段驅(qū)動(dòng)電路的輸出端為低電平時(shí)，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮。 //延時(shí) DQ = 0。然后以存在復(fù)位脈沖表示 DS18B20 已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送或接收，然后給出正確的 ROM 命令和存儲(chǔ)操作命令的數(shù)據(jù)。在時(shí)間片結(jié)束時(shí)， I/O 引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回高電平，所有讀時(shí)間片的最短持續(xù)期為 60 微秒，包括兩個(gè)讀周期間至少 1μ s 的恢復(fù)時(shí)間。 在主機(jī)檢測(cè)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(duì)應(yīng)的度值了。 寫時(shí)間時(shí)序：當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平的時(shí)候，寫時(shí)間隙開始。所有讀時(shí)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(jī)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(hào) dat=1。i) { DQ=0。 ds1820wr(0xcc)。 tvalue=8。 display (uchar *lp,uchar lc) 。 這次的課程設(shè)計(jì)中，我真真正正的意識(shí)到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)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(jì)中的最大收獲。針對(duì)這一特性 ,基于線性插補(bǔ)的數(shù)學(xué)思想 ,利用 DSP技術(shù) ,對(duì)其進(jìn)行誤差校正補(bǔ)償 .這種誤差校正的補(bǔ)償方法 ,不需增加硬件電路 ,計(jì)算方法簡單 ,軟件費(fèi)用也很小 ,既提高了測(cè)量精度 ,又不需增加成本。//溫度值擴(kuò)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(gè)位再 disdata[2]+=10。 //顯示百位 if(disdata[0]==0) disdata[0]=21。 tvalue=tvalue%1000。ik。單片機(jī)對(duì)與 DS18B20主要完成對(duì)溫度的檢測(cè)和補(bǔ)償，通過 AT89S51 單片機(jī)對(duì) DS18B20 芯片的控制和數(shù)據(jù)傳輸，查詢當(dāng)前的 DS18B20 溫度采集和轉(zhuǎn)換是否完成是關(guān)鍵，并且完成對(duì)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(shí)序如圖 46 所示 25 圖 47 DS18B20 讀寫時(shí)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(jī)要生成一個(gè)寫 0 時(shí)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(shí)序的方式：在主機(jī)拉低總線后，只需在整個(gè)時(shí)序期間保持低電平即可 (至少 60us)。 系統(tǒng)工作時(shí)，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(jī)發(fā)出的復(fù)位 23 脈沖和從機(jī)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(shí)間下降沿之后的 15 微秒內(nèi)有效?？偩€經(jīng)過 。 圖 46DS18B20 復(fù)位時(shí)序 22 DS18B20 復(fù)位程序 void ds1820rst() { DQ = 1。 共陽極數(shù)碼管的 8 個(gè)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(jī)的復(fù)位后是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的， 在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的 RST 引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖（ 2 個(gè)機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便可實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。但是，當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率為某一特定值時(shí)，振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。此次設(shè)計(jì)中，我們采用由由內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘的方法形成時(shí)鐘電路。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)。 （ 3） DS18B20 溫度傳感器的 內(nèi)部 存儲(chǔ)器 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM和一個(gè)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(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊； （ 3） DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)量。當(dāng) P2 口作為輸入接口時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器寫 “ 1” 。若驅(qū)動(dòng)普通負(fù)載，它只有 的灌電流驅(qū)動(dòng)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(shí)鐘，該引腳作為外部輸入時(shí)鐘的輸入端。 （ 3）時(shí)鐘振蕩電路 51 內(nèi)置一個(gè)振蕩器和時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，常用頻率為 6MHZ、 、 12MHZ。單片機(jī) 為了為了突出控制的功能，提供了數(shù)量多、功能強(qiáng)、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(jī)的存儲(chǔ)器 51 系列單片機(jī)在物理上分為 4 個(gè)存儲(chǔ)空間：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在 0— 100 攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于 1 攝氏度。 由于 DS18B20 將溫度傳感器、信號(hào)放大調(diào)理、 A/D 轉(zhuǎn)換、接口全部集成于一芯片，與單片機(jī)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(cè)溫類消費(fèi)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(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，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(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) 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(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)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(jī) 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(biāo)準(zhǔn)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(cè)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(duì)以此傳感器， 89S51 單片機(jī)為控制器構(gòu)成的數(shù)字溫度測(cè)量裝置的工作原理及程序設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的介紹。 DS18B20 與 AT89C51 結(jié)合實(shí)現(xiàn)最簡溫度檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，有廣泛的應(yīng)用前景。 4 第一章 緒 論 數(shù)字溫度計(jì)的介紹 數(shù)字溫度計(jì)采用 DALLAS 公司的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 作為測(cè)溫元件，通過AT89S51 單片機(jī)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(shí)計(jì)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(cè)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(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。采用 51 單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過編程實(shí)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(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便。還可在片外擴(kuò)展 64K 的程序存儲(chǔ)器和 64K 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 （ 2）串行接口 51 系列單片機(jī)內(nèi)還具有一個(gè) 全雙工串行通信口，用于跟外部設(shè)備進(jìn)行串行通 8 信。 VSS（ 20 腳）：主電源負(fù)端，接地。 ALE／ PROG (30 腳 )：地址鎖存控制信號(hào)。當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，執(zhí)行訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，但在ＰＣ（程序存儲(chǔ)器）值超過 0FFFＨ（對(duì)５１子系列）或 1FFFH（對(duì)５２子系列）時(shí) ，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。 二是在 CPU 訪問片外存儲(chǔ)器（擴(kuò)展外部（ ROM 或 RAM）時(shí)，它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙向 I/O 接口，采用分時(shí)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(dāng) P3 口作為輸入接口時(shí)，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(hào) 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(shí)接地）。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，