【文章內容簡介】 的CRC值作比較，以判斷主機收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。（6） 時序由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初使化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作RAM命令→處理數(shù)據(jù)。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)位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協(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備，單總線器件作為從設備。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的復位時序 ：數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”；延時480微妙（該時間的時間范圍可以從480到960微妙）；數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”；延時等待80微妙。如果初始化成功則在15到60微妙時間內產生一個由DS18B20所返回的低電平“0”.根據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時判斷；若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（3）步的時間算起）最少要480微妙。 圖 5 初始化時序DS18B20的讀時序：1）.將數(shù)據(jù)線拉低“0”；2).延時4微妙；3).將數(shù)據(jù)線拉高“1”,釋放總線準備讀數(shù)據(jù)；4).延時10微妙；5).讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理；6).延時45微妙；7).重復1～7步驟，直到讀完一個字節(jié)。圖 6 DS18B20的寫時序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。 1).數(shù)據(jù)線先置低電平“0”；2).延時15微妙；3).按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)(一次只發(fā)送一位)；4).延時60微妙；5).將數(shù)據(jù)線拉到高電平；6).重復1～5步驟，直到發(fā)送完整的字節(jié)；7).最后將數(shù)據(jù)線拉高。圖 7 DS18B20的寫時序（7） DS18B20的測溫原理：器件中低溫度系數(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)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數(shù)器２的脈沖輸入。器件中還有一個計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產生的時鐘脈沖進行計數(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℃所對應的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器１、溫度寄存器中，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。減法計數(shù)器１對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器１的預置值減到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)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器計數(shù)到０時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)器門仍未關閉就重復上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。 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時鐘周期內提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉換操作時，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。圖 8 DS18B20與單片機的接口電路三 系統(tǒng)硬件電路設計 主板電路系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報警調整電路，單片機主板電路等，如圖下所示。圖14中有三個獨立式按鍵可以分別調整溫度計的上下限報警設置，圖中蜂鳴器可以在被測溫度不在上下限范圍內時，發(fā)出報警鳴叫聲音，同時LED數(shù)碼管將沒有被測溫度值顯示，這時可以調整報警上下限，從而測出被測的溫度值。圖11中的按健復位電路是上電復位加手動復位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復位，這樣就不用在重起單片機電源，就可以實現(xiàn)復位。 顯示電路顯示電路是使用的串口顯示，這種顯示最大的優(yōu)點就是使用口資源比較少，只用p3口的RXD,和TXD,串口的發(fā)送和接收，四只數(shù)碼管采用74LS164右移寄存器驅動，顯示比較清晰。 硬件電路原理圖圖 9 電源模塊圖 10 狀態(tài)顯示電路圖 11 單片機最小系統(tǒng)：時鐘振蕩電路、復位電路圖 12 讀寫驅動電路圖 13 溫度顯示電路 圖 14 上下限報警調整電路 圖 15 傳感器數(shù)據(jù)采集電路四 系統(tǒng)軟件算法設計系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內測量一次被測溫度。 圖 17 主程序流程圖 圖 18 讀溫度流程圖讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。其程序流程圖如圖18示發(fā)DS18B20復位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)溫度轉換開始命令 結束圖 19 溫度轉換流程圖溫度轉換命令子程序主要是發(fā)溫度轉換開始命令，當采用12位分辨率時轉換時間約為750ms，在本程序設計中采用1s顯示程序延時法等待轉換的完成。溫度轉換命令子程序流程圖如上圖，圖19所示 計算溫度子程序計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖20所示。圖 20 計算溫度流程圖 圖 21顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖 開始溫度零下?溫度值取補碼置“—”標志計算小數(shù)位溫度BCD值 計算整數(shù)位溫度BCD值 結束置“+”標志NY 溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器十位數(shù)0？百位數(shù)0？十位數(shù)顯示符號百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號） 結束NNYY五 課程設計總結經過兩周的課程設計，終于完成了我組的智能溫度報警器的設計，雖然沒有完全達到設計要求，但是收獲頗豐！只學習理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。從這次的課程設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單片機更是如此，程序只有在經常的寫與讀的過程中才能提高。從論文的選題、方案的論證到系統(tǒng)的研究與開發(fā)以及論文的審閱、定稿等整個過程中，都凝聚著全組人共同的努力，我們分工明確，每個人負責不同的模塊，很認真的學習探索，當然有很多學長和老師的指導，在此對他們表示感謝。六 參考文獻[1]　（簡明修訂版）.杭州：北京航空航天大學出版社，1998[2]PritchardEK. Mini一stepping Motor Drivers. Prot. 5th ASIMCSD,1976.[3]，2002年第3期[4]:北京航空航天大學出版社出版發(fā)行，1994.[5]徐維祥，:大連理工大學出版社，2003.[6]:北京航空航天大學出版社，1990.[7