【文章內(nèi)容簡介】 給DS18B20單總線至少480uS的低電平信號。當(dāng)18B20接到此復(fù)位信號后則會在15~60uS后回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。 存在脈沖：在復(fù)位電平結(jié)束之后，控制器應(yīng)該將數(shù)據(jù)單總線拉高，以便于在15~60uS后接收存在脈沖，存在脈沖為一個(gè)60~240uS的低電平信號。至此，通信雙方已經(jīng)達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與18B20間的數(shù)據(jù)通信。 控制器發(fā)送ROM指令：雙方打完了招呼之后最要將進(jìn)行交流了，ROM指令共有5條，每一個(gè)工作周期只能發(fā)一條，ROM指令分別是讀ROM數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍ROM、芯片搜索、報(bào)警芯片搜索。各自功能如下： Read ROM（讀ROM）[33H] （方括號中的為16進(jìn)制的命令字）這個(gè)命令允許總線控制器讀到DS18B20的64位ROM。只有當(dāng)總線上只存在一個(gè)DS18B20的時(shí)候才可以使用此指令。Match ROM（指定匹配芯片）[55H] 這個(gè)指令后面緊跟著由控制器發(fā)出了64位序列號，當(dāng)總線 上有多只DS18B20時(shí)，只有與控制發(fā)出的序列號相同的芯片才能做出反應(yīng)，其它芯片將等待下一次復(fù)位。這條指令適合單芯片和多芯片掛接。 Skip ROM（跳躍ROM指令）[CCH] 這條指令使芯片不對ROM編碼做出反應(yīng)，在單總線的情況之下，為了節(jié)省時(shí)間則可以選用此指令。如果在多芯片掛接時(shí)使用此指令將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，導(dǎo)致錯(cuò)誤出現(xiàn)。 Search ROM（搜索芯片）[F0H] 在芯片初始化后，搜索指令允許總線上掛接多芯片時(shí)用排除法識別所有器件的64位ROM。 Alarm Search（報(bào)警芯片搜索）[ECH] 在多芯片掛接的情況下，報(bào)警芯片搜索指令只對附合溫度高于TH或小于TL報(bào)警條件的芯片做出反應(yīng)。只要芯片不掉電，報(bào)警狀態(tài)將被保持，直到再一次測得溫度值達(dá)不到報(bào)警條件為止。 ROM指令為8位長度，功能是對片內(nèi)的64位光刻ROM進(jìn)行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個(gè)器件并作處理。誠然，單總線上可以同時(shí)掛接多個(gè)器件，并通過每個(gè)器件上所獨(dú)有的ID號來區(qū)別，一般只掛接單個(gè)18B20芯片時(shí)可以跳過ROM指令（注意：此處指的跳過ROM指令并非不發(fā)送ROM指令，而是用特有的一條“跳過指令”）。 控制器發(fā)送存儲器操作指令：在ROM指令發(fā)送給18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。操作指令同樣為8位，共6條，存儲器操作指令分別是寫RAM數(shù)據(jù)、讀RAM數(shù)據(jù)、將RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到RAM、工作方式切換。 Write Scratchpad （向RAM中寫數(shù)據(jù)）[4EH]：這是向RAM中寫入數(shù)據(jù)的指令，隨后寫入的兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)將會被存到地址2（報(bào)警RAM之TH）和地址3（報(bào)警RAM之TL）。寫入過程中可以用復(fù)位信號中止寫入。 Read Scratchpad （從RAM中讀數(shù)據(jù)）[BEH]：此指令將從RAM中讀數(shù)據(jù)，讀地址從地址0開始，一直可以讀到地址9，完成整個(gè)RAM數(shù)據(jù)的讀出。芯片允許在讀過程中用復(fù)位信號中止讀取，即可以不讀后面不需要的字節(jié)以減少讀取時(shí)間。 Copy Scratchpad （將RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM中）[48H]：此指令將RAM中的數(shù)據(jù)存入EEPROM中，以使數(shù)據(jù)掉電不丟失。此后由于芯片忙于EEPROM儲存處理，當(dāng)控制器發(fā)一個(gè)讀時(shí)間隙時(shí)，總線上輸出“0”，當(dāng)儲存工作完成時(shí)，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時(shí)必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持10MS，來維持芯片工作。 Convert T（溫度轉(zhuǎn)換）[44H]：收到此指令后芯片將進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的溫度值放入RAM的第2地址。此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理，當(dāng)控制器發(fā)一個(gè)讀時(shí)間隙時(shí)，總線上輸出“0”，當(dāng)儲存工作完成時(shí)，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時(shí)必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持500MS，來維持芯片工作。 Recall EEPROM（將EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到RAM）[B8H]：此指令將EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到RAM中的第4個(gè)字節(jié)里。由于芯片忙于復(fù)制處理，當(dāng)控制器發(fā)一個(gè)讀時(shí)間隙時(shí)，總線上輸出“0”，當(dāng)儲存工作完成時(shí)，總線將輸出“1”。另外，此指令將在芯片上電復(fù)位時(shí)將被自動執(zhí)行。這樣RAM中的兩個(gè)報(bào)警字節(jié)位將始終為EEPROM中數(shù)據(jù)的鏡像。 Read Power Supply（工作方式切換）[B4H]：此指令發(fā)出后發(fā)出讀時(shí)間隙，芯片會返回它的電源狀態(tài)字，“0”為寄生電源狀態(tài)，“1”為外部電源狀態(tài)。 存儲器操作指令的功能是命令18B20作什么樣的工作，是芯片控制的關(guān)鍵。 執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個(gè)存儲器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個(gè)操作要視存儲器操作指令而定。 DS18B20需要嚴(yán)格的協(xié)議以確保數(shù)據(jù)的完整性。協(xié)議包括幾種單線信號類型：復(fù)位脈沖、存在脈沖、寫0、寫1 、讀0和讀1。所有這些信號，除存在脈沖外，都是由總線控制器發(fā)出的。和DS18B20間的任何通訊都需要以初始化序列開始。一個(gè)復(fù)位脈沖跟著一個(gè)存在脈沖表明DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)（適當(dāng)?shù)腞OM命令和存儲器操作命令）。DS18B20的復(fù)位時(shí)序 圖33 DS18B20的復(fù)位時(shí)序圖DS18B20的讀時(shí)序?qū)τ贒S18B20的讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過程。對于DS18B20的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后，在15us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(gè)讀時(shí)序過程，至少需要60us才能完成。 圖34 DS18B20的讀時(shí)序圖 DS18B20的寫時(shí)序：對于DS18B20的寫時(shí)序仍然分為寫0時(shí)序和寫1時(shí)序兩個(gè)過程。對于DS18B20寫0時(shí)序和寫1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫0時(shí)序時(shí)，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(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。 圖35 DS18B20的寫時(shí)序圖 4 調(diào)試與總結(jié)在硬件電路焊接和軟件程序設(shè)計(jì)分別完成的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行軟硬件的結(jié)合與調(diào)試。通過下載將在電腦上已完成的程序下載到單片機(jī)芯片中。在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)軟件中存在的問題，及時(shí)解決問題，確保系統(tǒng)能正常工作并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過反復(fù)的調(diào)試與實(shí)驗(yàn)，可以證明該系統(tǒng)能夠較好地完成設(shè)計(jì)所需的基本要求。即能夠方便準(zhǔn)確的對被測對象進(jìn)行溫度測量。同時(shí)在完成設(shè)計(jì)要求的前提下，充分考慮到了外觀，成本等問題，在性能和價(jià)格之間作了比較好的平衡。雖然整體性能良好，但尚存在些許不足，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠，需要增強(qiáng)自己的焊接水平以便以后避免出現(xiàn)類似問題。本無線探測系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)較為簡單，成本低，外接元件少。在實(shí)際應(yīng)用中工作性能穩(wěn)定，測量溫度準(zhǔn)確，精度較高。系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮到了可擴(kuò)展性，經(jīng)過一定的添加或改造，很容易增加功能。也可與無線裝置進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離異地測溫。本系統(tǒng)適用范圍廣泛，可以單獨(dú)使用作為監(jiān)控儀，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)溫室大棚監(jiān)測植物生長的環(huán)境變化，工業(yè)廠房測量各部分的工作溫度等等。也可以作為智能控制系統(tǒng)的一部分，與其它設(shè)備協(xié)同工作。系統(tǒng)移植性強(qiáng)，只需改變前端測量用的傳感器類型，可在此基礎(chǔ)上修改為其 他非電量參數(shù)的測量系統(tǒng)。 感言 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì),我學(xué)到了很多知識。在實(shí)物的設(shè)計(jì)和論文的寫作過程中,通過查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn),培養(yǎng)了自學(xué)能力。通過對硬件電路的設(shè)計(jì)和焊接，增強(qiáng)了自己的動手能力。并且由原來的被動接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，學(xué)會了更好地讓所學(xué)知識與實(shí)踐相結(jié)合，讓書本上的知識與實(shí)際生活中的具體應(yīng)用相結(jié)合。讓自己切實(shí)感覺到了學(xué)有所用。并在此期間鞏固復(fù)習(xí)了在大學(xué)4年內(nèi)學(xué)過的知識，尤其是單片機(jī)和模電，數(shù)電方面的知識。同時(shí)通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)提高了自己的單片機(jī)編程的能力，尤其是獲得的軟件調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也讓自己知道了自己不足和缺陷，從而為自己能更好的改進(jìn)提供了幫助。 致 謝 經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在終于要畢業(yè)了。在學(xué)習(xí)期間經(jīng)歷了風(fēng)風(fēng)雨雨，在各位老師和同學(xué)的幫助和支持下最終得以順利完成。 在此，首先感謝我的老師，感謝各位老師這四年中在學(xué)