基于51單片機的溫度警報器的設計單片機課程設計(編輯修改稿)
2025-02-14 14:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1111TM是測試模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式，在DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶不要去改動；R1和R0用來設置分辨率；其余5位均固定為1。： DS18B20分辨率的設置R1R0分辨率最大轉(zhuǎn)換時間 /ms009位0110位1011位3751112位750DS18B20依靠一個單線端口通訊。在單線端口條件下，必須先建立ROM 操作協(xié)議，才能進行存儲器和控制操作。因此，控制器必須首先提供下面5個ROM 操作命令之一：1）讀ROM；2）匹配ROM；3）搜索ROM；4）跳過ROM；5）報警搜索。這些命令對每個器件的激光ROM 部分進行操作，在單線總線上掛有多個器件時，可以區(qū)分出單個器件，同時可以向總線控制器指明有多少器件或是什么型號的器件。成功執(zhí)行完一條ROM 操作序列后，即可進行存儲器和控制操作，控制器可以提供6 條存儲器和控制操作指令中的任一條。一條控制操作命令指示DS18B20完成一次溫度測量。測量結(jié)果放在DS18B20的暫存器里，用一條讀暫存器內(nèi)容的存儲器操作命令可以把暫存器中數(shù)據(jù)讀出。溫度報警觸發(fā)器TH 和TL 各由一個EEPROM字節(jié)構(gòu)成。如果沒有對DS18B20使用報警搜索命令，這些寄存器可以做為一般用途的用戶存儲器使用?？梢杂靡粭l存儲器操作命令對TH 和TL 進行寫入，對這些寄存器的讀出需要通過暫存器。所有數(shù)據(jù)都是以最低有效位在前的方式進行讀寫。 DS18B20供電方式DS18B20可以采用外部電源供電和寄生電源供電兩種模式。外部電源供電模式是將DS18B20的GND直接接地，DQ與但單總線相連作為信號線，VDD與外部電源正極相連。：單片機DS18B20外部+5V電源VDDDQVCC其它單線器件 DS18B20外部供電方式，從而實現(xiàn)外部電源供電方式。：從圖中可知，DS18B20的GND和VDD均直接接地，DQ與單總線相連，單片機其中一個I/O口與DS18B20的DQ端相連。VCC單片機DS18B20GND DS18B20寄生電源供電方式+5V DS18B20的測溫原理, 其主要由斜率累加器、溫度系數(shù)振蕩器、減法計數(shù)器、溫度存儲器等功能部件組成。 DS18B20的測溫原理DS1820 是這樣測溫[5]的：用一個高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個門周期，內(nèi)部計數(shù)器在這個門周期內(nèi)對一個低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進行計數(shù)來得到溫度值。計數(shù)器被預置到對應于55℃的一個值。如果計數(shù)器在門周期結(jié)束前到達0，則溫度寄存器（同樣被預置到55℃）的值增加，表明所測溫度大于55℃。同時，計數(shù)器被復位到一個值，這個值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計數(shù)器又開始計數(shù)直到0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復這一過程。斜坡式累加器用來補償感溫振蕩器的非線性，以期在測溫時獲得比較高的分辨率。這是通過改變計數(shù)器對溫度每增加一度所需計數(shù)的的值來實現(xiàn)的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時知道在給定溫度下計數(shù)器的值和每一度的計數(shù)值?！娴姆直媛省囟纫?6bit帶符號位擴展的二進制補碼形式讀出， 給出了溫度值和輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。DS18B20測溫范圍55℃~+125℃，℃遞增。 溫度數(shù)據(jù)關(guān)系溫度℃數(shù)據(jù)輸出（二進制）數(shù)據(jù)輸出（十六進制）+12500000000 1111101000FA+2500000000 001100100032+00000000 000000010001000000000 00000000000011111111 11111111FFFF2511111111 11001110FFCE5511111111 10010010FF92S18B20遵循單總線協(xié)議，每次測溫時都必須有4個過程[6]：? 初始化；? 傳送ROM 操作命令；? 傳送ROM操作命令；? 數(shù)據(jù)交換； DS18B20的ROM命令read ROM（讀ROM）.命令代碼為33H，允許主設備讀出DS18B20的64位二進制ROM代碼。該命令只適用于總線上存在單個DS18B20.Match ROM（匹配ROM）。命令代碼為55H，若總線上有多個從設備時，適用該命令可選中某一指定的DS18B20，即只有和64位二進制ROM代碼完全匹配的DS18B20才能響應其操作。Skip ROM(跳過ROM)。命令代碼為CCH，在啟動所有DS18B20轉(zhuǎn)換之前或系統(tǒng)只有一個DS18B20時，該命令將允許主設備不提供64位二進制ROM代碼就適用存儲器操作命令。Search ROM(搜索ROM)。命令代碼為F0H,當系統(tǒng)初次啟動時，主設備可能不知縱向上有多少個從設備或者它們的ROM代碼，適用該命令可確定系統(tǒng)中的從設備個數(shù)及其RON代碼。Alarm ROM（報警搜索ROM）。命令代碼為ECH，該命令用于鑒別和定位系統(tǒng)中超出程序設定的報警溫度值。Write scratchpad(寫暫存器)。命令代碼為4EH，允許主設備向DS18B20的暫存器寫入兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)，其中第一個字節(jié)寫入TH中，第二個字節(jié)寫入TL中?？梢栽谌魏螘r刻發(fā)出復位命令終止數(shù)據(jù)的寫入。Read scratchpad(讀暫存器)。命令代碼為BEH，允許主設備讀取暫存器中的內(nèi)容。從第一個字節(jié)開始直到讀完第九個字節(jié)CRC讀完。也可以在任何時刻發(fā)出復位命令中止數(shù)據(jù)的讀取操作。Copy scratchpad(復制暫存器)。命令代碼為48H，將溫度報警觸發(fā)器TH和TL中的字節(jié)復制到非易失性EEPROM。若主機在該命令之后又發(fā)出讀操作，而DS18B20又忙于將暫存器中的內(nèi)容復制到EEPROM時，DS18B20就會輸出一個“0”,若復制結(jié)束，則DS18B20輸出一個“1”。Convert T(溫度轉(zhuǎn)換)。命令代碼為44H，啟動一次溫度轉(zhuǎn)換，若主機在該命令之后又發(fā)出其它操作，而D
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