【文章內(nèi)容簡介】 表產(chǎn)品的序列 ，接著 48 位 產(chǎn)品序號代表同一系列產(chǎn)品的不同產(chǎn)品 ，最后 8 位是前 56 位的 CRC 校驗碼， 所以不同的器件的地址序列號各不一樣 這也是多個 DS18B20 可以采用一線進行通信的原因 （ 8 位 CRC 編碼的計算公式為CRC=X+X+X+1）。 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）。主機根據(jù) ROM 的前 56位來計 算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值做比較，以判斷主機收到的 ROM 數(shù)據(jù)是否正確。 內(nèi)部電源探測位和單線端口位產(chǎn)生器暫存器下限觸發(fā)上限觸發(fā)溫度傳感器存儲器和控制邏輯 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié) 構(gòu) 圖 64位 ROM 地址序列號結(jié)構(gòu) 非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 (包括上限溫度觸發(fā)器 TH 和下限溫度觸發(fā)器 TL)?？赏ㄟ^軟件程序?qū)懭朐O(shè)定用戶所要求的報警上下限溫度值。 高速暫存器。 可以設(shè)置 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的精度。 DS18B20 出廠時該位被設(shè)置為0，用戶要去改動， R1 和 R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率。 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存 RAM和一個非易失性的可電擦除的 E2PRAM。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8字節(jié)的存 儲器。 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。 DS18B20 有兩種供電方式。如圖所示：圖 是由外電源供電，圖 是 I/O 口總線和寄生電容配合供電。 DS18B20 寄生電源由兩個二極管和寄生電容構(gòu)成。電源檢測電路用于判定供電方式。寄生電源供電時，電源端與接地端并聯(lián)接地，器件從總線上獲取電源。在 I/O 線呈低電平時，改由寄生電容上的電壓繼續(xù)向器件供電。 采用寄生電源有兩個優(yōu)點：一是檢測遠(yuǎn)程溫度是無需本地電源；二是缺少正常電源時也能讀 ROM。若采 用外部電源，則通過二極管向器件供電。 UDD I/O I/O GND UDD GND 圖 使用外部電源供電 圖 使用寄生電源供電 DS18B20 的測溫原理 每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 64地址位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi) ROM 中。主機在進入操作程序前必須用讀 ROM(33H)命令 將該 DSl8B20 的序列號讀出。 程序可以先跳過 ROM，啟動所有 DSl8B20 進行溫度變換，之后通過匹配 ROM，再逐一地讀回每個 DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù)。 DS18B20 的測溫原理如圖 所示 。 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(dāng)計數(shù) 門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量 。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù) 振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55℃ 所對應(yīng)的基數(shù) 分別置入減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃ 所對 應(yīng)的一個基數(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(dāng)減法計數(shù)器 1 的預(yù)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(yù)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。圖 中的斜率累加器用 于補償和修正測溫過程中的非線性，提高測量準(zhǔn)確 制度。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值。 MCU (單片 機 ) DS18B20 MCU (單片 機 ) DS18B20 圖 DS18B20的測溫原理圖 DS18B20 的測溫流程 : 圖 DS18B20測溫流程 DS18B20 控制命令字 表 DS18B20的 ROM命令 減法計數(shù)器 1 斜坡累加器 減到 0 減法計數(shù)器 2 預(yù) 置 低溫度系數(shù) 振 蕩 器 高溫度系數(shù) 振 蕩 器 計數(shù)比較器 預(yù) 置 溫度寄存器 減到 0 加 1 置位 /清零 停止 表 DS18B20存儲控制命令 DS18B20 使用中的注意規(guī)范 DS18B20 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： (1)較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進行補償，由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS18B20 進行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用 PL/M、 C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對 DS18B20 操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 (2)在 DS18B20 的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛 DS18B20 數(shù) 量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個 DS18B20，在實際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS18B20 超過 8 個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。 (3)連接 DS18B20 的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m 時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用 DS18B20 進行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 (4)在 DS18B20 測溫程序設(shè)計中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DS18B20的返回信號，一旦某個 DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DS18B20時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行 DS18B20 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 至于它的接線， DS18B20 通過一個單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和 DS18B20 之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫和溫度轉(zhuǎn)換的電 源可 以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無需外部電源 【 5】 。 AT89C51 芯片 AT89C51 是一個低電壓，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央 處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C51 單片機可為您提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。 AT89C51 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端 口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2個讀寫口線，如圖示 31 所示， AT89C51 可以按照常規(guī)方法進行編程 ,但不可以在線編程 (S 系列的才支持在線 編程 )。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本 圖 AT89C51 引腳圖如圖 所示。 圖 AT89C51單片機管腳 AT89C51的主要特性 與 51 系列單片機兼容； 8KB 片上可編程速閃存儲器，可擦寫 1000 次； 完全靜態(tài)操作模式： 0～ 24MHZ； 可編程的 3級程序鎖存器； 256B 的內(nèi)部 RAM； 32 根可編程 I/O 線； 3個 16 位定時器 /計數(shù)器； 8個中斷源； 可編程串行通信口； AT89C51 最小應(yīng)用系統(tǒng) AT89C51 內(nèi)部有 8K內(nèi)存，芯片本身就是一個最小系統(tǒng)。在能滿足系統(tǒng)的性能要求的情況下，可優(yōu)先考慮采用此種方案。用這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單、可靠。用 AT89C51 構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機接上時鐘電路和復(fù)位電路即可。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小 型的測控單元。其應(yīng)用特點如下： （ 1）有可供用戶使用個的大量 I/O 端口線。 P0、 P P P口都可以用作 I/O 口； （ 2）內(nèi)部存儲器容量有限； （ 3）應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。 P0、 P2 口的應(yīng)用與開發(fā)環(huán)境差別較大，實際上只能作為外部程序存儲器、外部數(shù)據(jù)存儲器和 I/O 擴展接口，而不能直接用來作為輸入 /輸出口外接 I/O 設(shè)備。 AT89C52各管腳功能： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時，被定 義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH編程時， P0口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出4個 TTL門電流。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地接收。 P2口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2口緩 沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并 因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在 FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口： P3口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，可接收輸出 4個 TTL門 電流。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51 的一些特殊功能口。 ： RXD（串行輸入口）； ： TXD（串行輸出口）； ： /INT0（外部中斷 0）； ： /INT1（外部中斷 1）； ： T0（記時器0 外部輸入）； ： T1（記時器 1外部輸入）； ： /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）； ： /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）。 P3口同時為閃爍編程和編程 校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時，/EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出 【 4】 。 L298 直流電機驅(qū)動芯片 L298N 為 SGS— THOMSON Microelectronics 所出產(chǎn)的雙全橋步進電機專用驅(qū)動芯片（ Dual FullBridge Driver ） ，內(nèi)部包含 4信道邏輯驅(qū)動電路，是一種二相和 四相步進電機的專用驅(qū)動器，可同時驅(qū)動 2個二相或 1個四相步進電機，內(nèi)含二個HBridge 的高