【正文】 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個數(shù)和識別64 位 ROM 地址。而當(dāng)多個從機位于總線上時，則系統(tǒng)按照多節(jié)點系統(tǒng)操作。 DS18B20 單總線 (1 一 Wire)的基本原理 單總線 (l— Wire)[均是 Maxim 全資子公司 Dallas 的一項專有技術(shù)。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 圖 47 DS18B20 的管腳排列 圖 DS18B20 采用 3 角 PR35 封裝或 8 角 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 48 所示： 圖 48 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 有 4 個主要的數(shù)據(jù)部件： （ 1）光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20 的地址序列碼。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當(dāng) VCC 超過 以及晶休振蕩器穩(wěn)定工作時，復(fù)位信號撤除，微機電路開始工作。它與 MCS51系列單片機在引腳和指令系統(tǒng)上完全兼容，不僅可以完全代替 MCS51系列單片機，而且能使系統(tǒng)具備許多 MCS51系列產(chǎn)品沒有的功能。 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 AT89C51是 ATMEL公司的 8位 Flash單片機系列，這個系列單片機的最大特點是在片內(nèi)含有 Flash存儲器，因此，在應(yīng)用中有廣泛的前景和用途，特別是在便攜式，省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用 。 178。另一種是寄生電源方式，如圖 42所示。 DS1820 是智能溫度傳感器，它的輸入、輸出采用數(shù)字量，通過單總線，接收主機發(fā)送的命令，根據(jù) DS1820 內(nèi)部的協(xié)議進行相應(yīng)的處理，將轉(zhuǎn)換的溫度數(shù)值以串口形式發(fā)給主機，主機按照通訊協(xié)議用一個 IO 口模擬 DS1820 時序，發(fā)送命令（初始化命令、 ROM 命令、功能命令）給 DS1820，并讀取溫度值，在內(nèi)部進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，用字符型液晶顯示模塊顯示各點的溫度值。 C 和 30176。C 。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，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。 方案二采用智能溫度傳感器 DS1820，它直接輸入數(shù)字量，精度高，電路簡單，只需要模擬 DS1820 的讀寫時序，根據(jù) DS1820 的協(xié)議讀取轉(zhuǎn)換的溫度。 采用數(shù)字式溫度傳感器糧情測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與采用熱敏電阻糧情測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大致相同，只是用測控單元替代了智能分機、擴充接線器替代了溫度分線器。 利用單片機技術(shù)對糧倉進行檢控，用戶可以方便地夠造自己所需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在任何時候把糧倉現(xiàn)場的信息實時地傳到控制室，管理人員不進入現(xiàn)場就可以按照所需的溫度 要求對糧倉內(nèi)的溫度情況進行控制，提高了生產(chǎn)效率，增強了糧倉內(nèi)存儲安全，獲得了糧倉的實時管理，實現(xiàn)自動化，智能化。而且這些糧食存放的時間有長有短。糧庫一般較大，測 量 點 會很多 。 本文只闡述糧情溫度檢測，以下所說糧 情僅指溫度。但此工作靠人工測量，效率低，準確性差。由于這種溫度傳感器的價格比熱敏電阻高出許多，所以 DS18x20 溫度傳感器糧情測控系統(tǒng) 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 在房式倉中應(yīng)用時不如熱敏電阻糧情測控系統(tǒng)更具有性能價格比的優(yōu)勢。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可以選用，哪一種原理的傳感器更為適合，則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下具體問題 :量程的大小 。C ，在 10～ +85176。C ，適用于對性能要求不高，成本控制嚴格的應(yīng)用，是經(jīng)濟型產(chǎn)品。因此低溫儲藏可以避免糧食遭受蟲害而造成的損失。在使用 PL/M、 C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對 DS1820 操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 圖 41 DS18B20 采用電源供電方式的電路圖 圖 42 DS18B20 采用寄生電源的電路圖 單片機 89C51 為本系統(tǒng)的核心 單片機是把 微機主要部分都集成在一個芯片上的單芯片微型計算機。 I/ O口的驅(qū)動能力， PO 口可驅(qū)動 8個 TTL門電路， P1,P2,P3 則只能驅(qū)動 4個TTL門。 89C51 在 89系列單片機中屬標(biāo)準型單片機，它和 MCS51系列單片機兼容。 AT89C51提供三級程序存儲器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。 與其它計算機一樣， 51系列單片機系統(tǒng)常常有上電復(fù)位和操作復(fù)位兩種方法。 例如 +125℃的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃的數(shù)字輸出為 0191H， ℃的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H。為操作各器件作好準備。 為了較為全面地介紹單總線系統(tǒng)，將系統(tǒng)分為三個部分討論硬件結(jié)構(gòu)命令序列和信號方式 (信號類型和時序 )。寄生供電時 DS1820 發(fā)送“0” ，外接電源供電 DS1820 發(fā)送 “1” 。表 43 是對應(yīng)的一部分溫度值。 DS18B20 的管腳排列如 圖 47所示 : 引腳定義： (1) DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； (2) GND 為電源地； (3) VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。一般微機電路工作需要供電電源為 5V 士 5%，即。次，數(shù)據(jù)保 存時間為十年。 由 P3 口的第二功能狀態(tài)和 4根獨立控制線 RESET, /E A, ALE, /PSEN組成?？刂瓶诰€： /PESN(片外取指控制 )、 ALE（地址鎖存控制）、 /EA（片外存儲器選擇 )、 RESET(復(fù)位控 制 )。 DS1820 與單片機接口電路 DS1820可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS1820的 1管腳接地， 2腳作為信號線接單片機的 I/O口，電源與數(shù)字輸入管腳間需接一個 的電阻， 3管腳接電源，如圖 41所示。系統(tǒng)主要由溫度傳感器、液晶顯示電路、鍵盤、報警電路組成，電路圖如附錄 XXXX 一所示。 C時儲藏 ,由于呼吸產(chǎn)生的干物質(zhì)損失要比在 20176。176。單線數(shù)字溫度傳感器，可以直接將被測溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號， 以供單片機處理，克服了傳統(tǒng)的模擬式溫度傳感器不僅需要設(shè)計信號調(diào)理電路，還要經(jīng)過復(fù)雜的校準和標(biāo)定過程，測量精度難以保證的缺點，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。 由于采用了多個分立元件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，不容易出現(xiàn)誤差，測量結(jié)果不是很準確，因此本方案并不可取。 DS18x20 內(nèi)部分為 4 個部分： 64 位序列號； 保存臨時數(shù)據(jù)的 8 字節(jié)片內(nèi) RAM； 保存永久數(shù)據(jù)的 2 字節(jié) EEPROM； 溫度傳感器。如果用單片機作為前沿機對現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集，通過對采集的數(shù)據(jù)進行分析（溫度設(shè)定，實時溫度顯示，報警電路）然后通過單片機串行口控制電機啟 停進行溫度控制。 一般來說：糧食存放在糧倉中，大型的糧倉可存放數(shù)以萬計的糧食。糧倉溫度測量方法以及相應(yīng)的智能控制一直是糧食保存的一個重要問題。但涉及到的一些方法也適合其他糧情檢測情況。在糧食部門各級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和糧食行業(yè)科技主管部門的大力支持下，在糧食行業(yè)內(nèi)、外廣大科技工作者近 30 年的共同努力下，糧情檢測技術(shù)不斷完善、提高、并日趨成熟，逐步形成了樣式繁多的糧情檢測系統(tǒng)，為安全、科學(xué)儲糧起到了積極作用。 （ 3）光纖傳感器 光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展的新技術(shù)，也是工業(yè)中用的最多的光纖傳感器 之一。被測位置對傳感器體積的要求 。C 范圍內(nèi) ,精度為 177。繼 一線總線 的早期產(chǎn)品后， DS18B20 開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。在一些西歐國家 ,低溫儲糧已不需要進行化學(xué)藥劑熏蒸殺蟲 ,從而改善了糧庫工人的工作環(huán)境 ,避免殘留藥劑對人們身體健康的危害。 (2) 在 DS1820 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個 DS1820，在實際應(yīng)用中并非如此。由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計的，故又叫單片控制器 (Single Chip Microcontroller)。 178。內(nèi)部有 4K可重復(fù)編程的 Flash memory，可進行 1000次擦寫操作，全靜態(tài)工作為033MHZ，有三級程序存儲器加密鎖定，有內(nèi)部含 128256字節(jié)的 RAM, 32條可編程的 110端口，有 2個 16位定時器 / 計數(shù)器，有通用串行接口，有低電壓空閑及電源下降方式。 （ 3）時鐘設(shè)置與 CPU 時序 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 ○1振蕩器 51系列單片機片內(nèi)含有一個高增益的反向放大器，通過 XTAL XTAL2 外接反饋元件的晶體便成為自激振蕩器，接法如圖 45，晶體成感性，與 C C2 構(gòu)成并聯(lián)震蕩電路。所謂上電復(fù)位，是指計算機上電瞬間，要在 RST引腳上出現(xiàn)寬度大于 10ms三萬正 脈沖，使計算機進入復(fù)位狀態(tài)，復(fù)位靠外部電路實現(xiàn)，常見的復(fù)位電路如圖 46所示。 （ 3） DS18B20 溫度傳感器的存儲器 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。 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發(fā)溫度變換命令。 DS18B20 的測溫原理圖 如圖 49 所示 ： 圖 49 DS18B20測溫原理圖 圖 49 中低溫度系數(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)晶振隨溫度變化其晶振頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入。 讀供電方式 0B4H 讀 DS1820 的供電模式。對應(yīng)的溫度計算：當(dāng)符號位 S=0 時，直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當(dāng) S=1 時，先將補碼變?yōu)樵a，再計算十進制值。 東北 大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 DS18B20 的性能特點 （ 1） 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通訊； （ 2） 在 DS18B20 中的每個器件上偶有獨一無二的序列號，因此多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； （ 3） 實際應(yīng)用中不需要任何外部器件即可實 現(xiàn) （ 4） 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ~； （ 5） 零待機功耗 （ 6） 數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從 9位到 12位選擇 （ 7） 用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置 （ 8） 報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件 （ 9） 負溫度特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作、 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。 2)串行口控制寄存器 SCON 串行口控制寄存器 SCON格式如 表 41: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 T1 R1 表 41 串行口控制寄存器 SCON格式 AT89C51是一種低損耗、高性能、 CMOS八位微處理器，片內(nèi)有 4K字節(jié)的在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲器，能重復(fù)寫入 /擦除 100。 (3) 控制總線 ( CB )。其結(jié)構(gòu)如 圖 43所示 : 圖 43微型計算機結(jié)構(gòu)圖 單片 該系統(tǒng)所用單片機為 MCS51系列單片機，其管腳分類及引腳功能分類如圖44所示： 178。這一點在進行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 C 時糧食水分與安全儲藏期的關(guān)系 糧食水分 ( %) 糧食安全儲藏期 (月 ) 12. 0 15. 5 8 12 15. 5 17. 5 6 10 17. 5 18. 5 4 6 18. 5 20. 0 1 4 20. 0 23. 0 0. 5 2 23. 0 25. 0 0. 25 0. 5 四 系統(tǒng) 硬件設(shè)計 系統(tǒng)工作原理綜述 基于單片機的單總線多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)以 AT89C51 為中心期間，以 KEIL 為系統(tǒng)程序開發(fā)平臺，以匯編語言進行 程序設(shè)計，以 PROTEUS 作為仿真軟件設(shè)計而成的。糧食在 10176。 DS18B20 可以程序設(shè)定 9～ 12 位的分辨率，精度為 177。 溫度傳感器的選擇 美國 DALLAS半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 一線總線 接口的溫度傳感器，而 新的 “ 一線器件 ” DS18B20體積更小、適 用電壓更寬、更經(jīng)濟 。它控制雖然簡單，但電路復(fù)雜，不容易實現(xiàn)對多點溫度測量和監(jiān)控。 DS18x20 采用 9 個位表示測溫點的溫