【文章內(nèi)容簡介】 控制寄存器。它的尋址地址是 98H，是一個可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51芯片串行口的工作狀態(tài)。 51芯片的串口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的設置就是使用 SCON寄存器。它的各個位的具體定義河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計（論文） 11 如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0、 SM1為串行口工作模式設置位，這樣兩位可以對應進行四種模式的設置。串行口工作模式設置。 SM0、 SM1模式功能波特率 0 0 0 同步移位寄存器 fosc/12 0 1 1 8位 UART可變 1 0 2 9位 UARTfosc/32或 fosc/64 1 1 3 9位 UART可變 SM2在模式 模式 3中為多處理機通信使能位。在模式 0中要求該位為 0。 REM為允許接收位， REM置 1時串口允許接收，置 0時禁止接收。 REM是由軟件置位或清零。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當要求在處理某個子程序時不允許串口被上位機來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個子程序的開始處加入 REM=0來禁止接收，在子程序結束處加入 REM=1再次打開串口 接收。大家也可以用上面的實際源碼加入 REM=0來進行實驗。 TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2和 3是要發(fā)送的第 9位。該位可以用軟件根據(jù)需要置位或清除，通常這位在通信協(xié)議中做奇偶位，在多處理機通信中這一位則用于表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。 RB8接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2和 3是已接收數(shù)據(jù)的第 9位。該位可能是奇偶位，地址 /數(shù)據(jù)標識位。在模式 0中， RB8為保留位沒有被使用。在模式1中，當 SM2=0， RB8是已接收數(shù)據(jù)的停止位。 TI發(fā)送中斷標識位。在模式 0，發(fā)送完第 8位數(shù)據(jù)時，由硬件置位。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初， 由硬件置位。 TI置位后，申請中斷，河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計（論文） 12 CPU響應中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。在任何模式下， TI都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到 SBUF后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應（如中斷打開），這時 TI=1，表明發(fā)送已完成， TI不會由硬件清除，所以這時必須用軟件對其清零。 RI接收中斷標識位。在模式 0，接收第 8 位結束時，由硬件置位。其它模式中則是在接收停止位的半中間，由硬件置位。 RI=1，申請中斷，要求 CPU取走數(shù)據(jù)。但在模式 1中， SM2=1時，當未收到有效的停止位，則不會對 RI置位。同樣 RI也必須要靠軟件清除。常用的串 口模式 1是傳輸 10 個位的， 1位起始位為 0,8位數(shù)據(jù)位，低位在先， 1位停止位為 1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時器 1或定時器 2的定時值（溢出速率）。 溫度傳感器的選擇 由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件測出的一般都是電壓，再轉換成對應的溫 度，需要比較多的外部元件支持，且硬件電路復雜，制作成本相對較高 ,處理電路復雜、可靠性相對較 差， DS18B20是一線制數(shù)字溫度傳感器 ,它可將溫度信號直接轉換成串行數(shù)字信號送給微處理器 ,電路簡單 ,成本低 , 因此 這里采用 DALLAS公司的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20作為 測溫元件。 溫度傳感器 DS18B20簡介 DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟。 DALLAS半導體公司的數(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。溫度測量范圍為 55～ +125攝氏度，可編程為 9位～ 12位轉換精度，測溫分辨率可達 ，分辨率設定參數(shù)以及用戶設定的報警溫度存儲在 EEPROM中，掉電后依然保存。被測溫度用河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計（論文） 13 符號擴展的 16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個 DS18B20可以并聯(lián)到 3根或 2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多 DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。 外形圖如圖 。 圖 DS18B20內(nèi)部結構主要由四部分組成： 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 ，內(nèi)部結構如 。DS18B20的管腳排列、各種封裝形式如圖 ， DQ為 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源 ； GND為 地信號 ； VDD為 可選擇的 VDD引腳 ， 當工作于寄生電源時，此引腳必須接地 ， 其電路圖 。 圖 DS18B20內(nèi)部結構圖 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計（論文） 14 圖 外部封裝形式 圖 傳感器電路圖 溫度傳感器 DS18B20的性能特點 （ 1） 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 （ 2） 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)多點測溫 （ 3） DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) （ 4） 適應電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方 式下可由數(shù)據(jù)線供電 （ 5） 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時精度為 177。 ℃ 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計（論文） 15 （ 6） 零待機功耗 （ 7） 可編程的分辨率為 9～ 12位，對應的可分辨溫度分別為 ℃ 、℃ 、 ℃ 和 ℃ ，可實現(xiàn)高精度測溫 （ 8） 在 9位分辨率時最多在 ， 12位分辨率時最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉換為數(shù)字，速度更快 （ 9） 測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，以 “ 一線總線 ” 串行傳送給CPU，同時可傳送 CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 （ 10） 負電壓特性，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 溫度傳感器 DS18B20的工作原理 DS18B20測溫原理如圖 。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器 1。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2的脈沖輸入。計數(shù)器 1和溫度寄存器被預置在－ 55℃ 所對應的一個基數(shù)值。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)，當計數(shù)器 1的預置值減到 0時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1的預置將重新被裝入，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 線性，其輸出用于修正計數(shù)器 1的預置值。 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計（論文） 16 圖 DS18B20測溫原理圖 由表 1可見， DS18B20溫度轉換的 時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉換時間越長。因此 在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 高速暫存 RAM的第 8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯 1， 第 9字節(jié)讀出 前面所有 8字節(jié)的 CRC碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。 當 DS18B20接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以 16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先 高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB形式表示。 當符號位 S=0時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S=1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。表 2是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。 低溫度系數(shù)晶振 高溫度系數(shù)晶振 預 置 斜 率 累 加 器 比 較 計 數(shù) 器 1 溫 度 寄 存 器 預 置 計 數(shù) 器 2 = 0 = 0 停 止 加 1 LSB 置位 /清除 河南理工大學成人高等教育畢業(yè)設計（論文） 17 表 1 BS18B20溫度轉換時間表 R1 R0 分辨率 溫度最大轉換時 /mm 0 0 9位 0 1 10位 1 0 11位 1 1 12位 DS18B20完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與 RAM中的 TH、 TL字節(jié)內(nèi)容作比較。若 T＞ TH或 T＜ TL，則將該器件內(nèi)的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。因此，可用多只 DS18B20同時測量溫度并進行報警搜索。 在 64位 ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（ CRC）。主機ROM的 前 56位來計算 CRC值，并和存入 DS18B20的 CRC值作比較，以判斷主機收到的 ROM數(shù)據(jù)是否正確。 表 3 一部分溫度對應值表 溫度 /℃ 二進制表示 十六進制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0