基于單片機的溫度采集系統(tǒng)的所有專業(yè)(編輯修改稿)
2025-06-26 12:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例 :用 16 位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB形式表達(dá)，其中 S為符 號位 ，見表 21。 表 21DS18B20內(nèi)部溫度表示形式 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 8 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8 比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實際溫度。 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。 見表 22 表 22DS18B20轉(zhuǎn)化溫度形式 實際溫度值 數(shù)字輸出（二進(jìn)制） 數(shù)字輸出（十六進(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 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6EH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 的內(nèi)部 邏輯圖 ， 見圖 23。 C 64 位 ROM 和 單 線 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 9 圖 23DS18B20內(nèi)部內(nèi)部邏輯圖 DS18B20 讀寫時序 主機使用時間隙 (time slots)來讀寫 DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位 時序見圖 24 主機總線 to 時刻發(fā)送一復(fù)位脈沖 (最短為 480us 的低電平信號 )接著在 tl 時刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài) DSl820 在檢測到總線的上升沿之后 等待 1560 接著 DS1820 在 t2 時刻發(fā)出存在脈沖 (低電平 持續(xù) 60240 us)如圖中虛線所示 圖 24DS18B20初始化時序圖 程序： Init_DS18B20(void)//初始化 ds1820 { DQ = 1。 //DQ復(fù)位 _nop_()。 _nop_()。 //稍做延時 2ms DQ = 0。 //單片機將 DQ拉低 ,發(fā)出復(fù)位脈沖（要求 480us~960us) Delay(70)。 //精確延時 566us DQ = 1。 //拉高總線 (要求 16~60us) Delay(5)。 //延時 46us presence = DQ。 //如果 =0則初始化成功 =1則初始化失敗 Delay(25)。 DQ = 1。 return(presence)。 //返回信號， 0=presence,1= no presence } 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 10 當(dāng)主機總線 t o 時刻從高拉至低電平時 就產(chǎn)生寫時間隙從 to 時刻開始 15us 之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線 DSl820 在 t1 為 1560us 間對總線采樣 若低電平 寫入的位是 0見若高電平 寫入的位是連續(xù)寫 2 位間的間隙應(yīng)大于 1us ，見圖 25。 圖 25寫時間隙 程序： WriteOneChar(unsigned char dat) { unsigned char i=0。 for (i=8。 i0。 i) { DQ = 0。 DQ = datamp。0x01。 delay(5)。 DQ = 1。 dat=1。 } } 見圖 26 主機總線 to 時刻從高拉至低電平時總線只須保持低電平 l 7ts 之后 15 捍 s也就是說 t z 時刻前主機必須完成讀位 并在 t o 后的 60 尸 s 一 120 fzs 內(nèi)釋放總線 讀位子程序 (讀得的位到 C 中 ) 圖 26讀時序 程序： ReadOneChar(void) { unsigned char i=0。 unsigned char dat = 0。 for (i=8。i0。i) 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 11 { DQ = 0。 // 給脈沖信號 dat=1。 DQ = 1。 // 給脈沖信號 if(DQ) dat|=0x80。 delay(4)。 } return(dat)。 } ，見表 25 表 25存儲器操作命令 指令 約定代碼 功能 讀 ROM 33H 讀取 DS18B20ROM中的編碼（ 64位地址） 符合 ROM 55H 發(fā)出命令后，接著發(fā)出 64位 ROM編碼，訪問單總線上與該編碼相同的 DS18B20，使之做出 反應(yīng)，為 下一步讀寫作準(zhǔn)備。 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛在同一總線上 DS18B20的個數(shù)，和識別 64位 ROM地址，微操作各器件做準(zhǔn)備。 跳過 ROM 0CCH 忽略 64位 ROM地址，直接向 DS18B20發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單片工作。 告警搜索命令 0ECH 執(zhí)行后只有溫度值超過限度值才做出反應(yīng)， 溫度變換命令 44H 啟動 DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間最長為 500毫秒，結(jié)果 存入內(nèi)部 就九字節(jié) RAM中。 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RA九字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM的第 4字節(jié)寫 上下限溫度命令，緊隨該命令之后是傳送兩個字節(jié)數(shù)據(jù)。 復(fù)制暫存器 48H 將 RAM中的第 4字節(jié)內(nèi)容寫到 EEPRAM中。 重調(diào) EEPRAM 0B8H 將 EEPRAM中的第 4字節(jié)內(nèi)容寫到 RAM中。 DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路 DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20 的 1 腳接地， 2 腳作為信號線， 3 腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖 4 所示單片機端口接單線總線，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 管來完成對總線的上拉。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 12 當(dāng) DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。采用寄生電源供電方式時 VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時序要求。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動 啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 DS18B20 的復(fù)位時序 DS18B20 的讀時序 對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0 時序和讀 1時序兩個過程。 對于 DS18B20 的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在 15 秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓 DS18B20 把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。 DS18B20 在完成一個讀時序過程，至少需要 60us 才能完成。 DS18B20 的寫時序 對于 DS18B20 的寫時序仍然分為寫 0 時序和寫 1時序兩個過程。 對于 DS18B20 寫 0時序和寫 1時序的要求不同，當(dāng)要寫 0時序時，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“ 0”電平，當(dāng)要寫 1時序時，單總線被拉 低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單
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