【文章內(nèi)容簡介】 讀取時低位在前, 高位在后, ℃/LSB 形式表示。溫度值格式如下： 表43 部分溫度值溫度/℃ 二進制表示十六進制表示+125000001111101000007D0H+00000001100100010191H+00000000000010000008H000000000000000000000H1111111111111000FFFFH1111111001101111FE6FH551111110010010000FC90H對應(yīng)的溫度計算: 當符號位S=0 時, 直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制。 當S=1 時, 先將補碼變換為原碼,再計算十進制值。表43是對應(yīng)的一部分溫度值。DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后, 就把測得的溫度值與TH , TL 作比較, 若T TH 或T TL , 則將該器件內(nèi)的告警標志置位, 并對主機發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。因此, 可用多只DS18B20 同時測量溫度并進行告警搜索。(4) CRC 的產(chǎn)生在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。 測溫原理DS18B20 , 圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小 , 用于產(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。, 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到被測溫度值, 這就是DS18B20 的測溫原理。斜率累加器計數(shù)比較器低溫度系數(shù)振蕩器減法計數(shù)器1預(yù)置減到0溫度寄存器預(yù)置減到0減法計數(shù)器2高溫度系數(shù)振蕩器增加 停止 DS18B20內(nèi)部測溫電路原理框圖另外, 由于DS18B20 單線通信功能是分時完成的, 他有嚴格的時隙概念, 因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為: 初始化DS18B20 (發(fā)復(fù)位脈沖) →發(fā)ROM 功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 鍵盤顯示電路 鍵盤電路設(shè)計鍵盤采用軟件查詢和外部中斷相結(jié)合的方法來設(shè)計，低電平有效。按鍵AN1，AN2，AN3的功能定義如表44所示。，采用外部中斷方式，并且優(yōu)先級定為最高；，采用軟件查詢的方式。表44 按鍵功能按鍵鍵名功能AN1功能轉(zhuǎn)換鍵按鍵按下（L1亮）時，顯示溫度設(shè)定值；按鍵升起（L1不亮）時，顯示當前溫度值A(chǔ)N2加1鍵設(shè)定溫度逐次加1AN3減1鍵設(shè)定溫度逐次減1 顯示電路設(shè)計 數(shù)碼管顯示電路該顯示模塊采用兩個LED數(shù)碼管并連與單片機連接，動態(tài)顯示溫度的十位與個位數(shù)字， P0口是送字符的，分別控制十位、個位數(shù)碼管。 ，其對應(yīng)所連接的發(fā)光二極管發(fā)亮。 單片機一上電，這兩個數(shù)碼管等待DS18B20發(fā)送程序命令，決定顯示與否，顯示實際溫度或設(shè)定溫度。這種動態(tài)LED顯示接口由于所有數(shù)碼管公用同一個段碼輸出口，分時輪流通電，從而大大簡化了硬件線路，降低了成本。 語音播報電路的設(shè)計單片機AT89C51通過與語音芯片ISD4004和揚聲器連接實現(xiàn)語音播報功能。ISD系列語音芯片是美國ISD公司推出的產(chǎn)品。該系列語音芯片采用多電平直接接模擬存儲（ChipCorder）專利技術(shù)，聲音不需要A/D轉(zhuǎn)換和壓縮，每個采樣值直接存儲在片內(nèi)的閃爍存儲器中，沒有A/D轉(zhuǎn)換誤差，因此能夠真實、自然地再現(xiàn)語音、音樂及效果聲。避免了一般固體錄音電路量化和壓縮造成的量化噪聲和金屬聲。ISD4004語音芯片采用CMOS技術(shù)，內(nèi)含晶體振蕩器、防混疊濾波器、平滑濾波器、自動靜噪、音頻功率放大器及高密度多電平閃爍存儲陣列等，因此只需很少的外圍器件就可構(gòu)成一個完整的聲音錄放系統(tǒng)。芯片設(shè)計是基于所有操作由微控制器控制，操作命令通過串行通信接口（SPI或Microwire）送入。、頻率越低，錄放時間越長，而音質(zhì)則有所下降。片內(nèi)信息存于內(nèi)爍存儲器中，可在斷電情況下保存100年（典型值）反復(fù)錄音10萬次。器件工作電壓3V，工作電流25～30mA，維持電流1μA?單片錄放語音時間8～16min，音質(zhì)好，適用于移動電話機及其它便攜式電子產(chǎn)品中。 ISD4004外部引腳。 ISD4004外部引腳圖 引腳說明： （1）同相模擬輸入（ANAIN+）這是錄音信號的同相輸入端，輸入放大器可用單端或差分驅(qū)動。單端輸入時，信號由耦合電容輸入，最大幅度為峰峰值32mV，耦合電容和本端的3kΩ輸入阻抗決定了芯片頻率的低端截止頻率。在差分驅(qū)動時，信號最大幅度為峰峰值16mV。 （2）反相模擬輸入（ANAIN）差分驅(qū)動時，這是錄音信號的反相輸入端。信號通過耦合電容輸入，最大幅度為峰峰值16mV，本端的標稱輸入阻抗為56kΩ,單端驅(qū)動時，本端通過電容接地。兩種方式下，ANAIN+和ANAIN端的耦合電容值應(yīng)用相同。 （3）音頻輸出（AUDOUT）提供音頻輸出，可驅(qū)動5kΩ的負載。 （4）片選（）此端為低，即選中ISD4004系列。 （5）串行輸入（MOSI）此為單行輸入端，主控制器應(yīng)在串行時鐘上升沿之前半個周期將數(shù)據(jù)放到本端，供ISD輸入。 （6）串行輸出（MISO）ISD串行輸出端，ISD未選中時，本端呈高阻態(tài)。 （7）串行時鐘（SCLK）ISD的時鐘輸入端，由于控制器產(chǎn)生，用于同步MOSI和MISO的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿鎖存到ISD，在下降沿移出ISD。 （8）中斷（）本端為漏極開路輸出，ISD在任何操作（包括快進）中檢測到EOM或OVF時，本端變低并保持，中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始清除，中斷狀態(tài)也可用RITN指令讀取。 （9）行地址時鐘（RAC）漏極開始輸出。生個RAC周期表示ISD存儲器的操作進行了一行（ISD4004系列中的存儲器有2400行）。8kHz采樣頻率的器件，RAC周期為200ms，其中175ms保持高電平，低電平為25ms?？爝M模式下，，該端可用于存儲管理技術(shù)。 （10）外部時鐘（XCLK）本端有內(nèi)部下拉元件，芯片內(nèi)部的采樣時鐘在出廠前已調(diào)校，誤差在+1%內(nèi)，在不外接時鐘時，此端必須接地。 （11）自動靜噪（AMCAP）1μF電容構(gòu)成內(nèi)部峰值檢測電路的一部分，檢測出的峰值電平與內(nèi)部設(shè)定的閾值作比較，決定自動靜噪電路的工作與否。大信號時自動靜噪電路不衰減，靜音時衰減6dB。同時，1μF電容也影響自動靜噪電路時信號幅度的響應(yīng)速度，本端接VCCA則禁止自動靜噪。 ISD4004內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)框圖 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)框圖 極限參數(shù) 直流電源電壓范圍（VCC～VSS）:～+ V 輸入電壓范圍（所有引腳）：( V)～(VCC+) 輸入電壓范圍（所有引腳，輸入電流不超過177。20mA）:（ V）～(VCC+ V) 輸入電壓范圍（MOSI、SCLK、RAC、引腳，輸入電流不超過177。20mA）:( V)～ V 結(jié)溫：177。150℃ 存儲溫度范圍（Tstg）:65～+150℃ 引腳焊接溫度（10s）：+300℃ 串行外圍接口SPIISD4004工作于SPI串行接口。SPI協(xié)議是一個同步串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議．協(xié)議假定微控制器的SPI移位寄存器在SCLK的下降沿動作。因此，對ISD4004而言，在時鐘上升沿鎖存MOSI引腳數(shù)據(jù)．在下降沿將數(shù)據(jù)送至MISO引腳。協(xié)議具體內(nèi)容如下： (1)所有串行數(shù)據(jù)傳輸開始于下降沿。 (2)在傳輸期間必須保持為低電平,在兩條指令之間保持為高電平。 (3)數(shù)據(jù)在時鐘上升沿移入,在下降沿移出。 (4)變低，輸入指令和地址后ISD行才開始錄放操作。 (5)指令格式是8位控制碼加16位地址碼。 (6)ISD的任何操作(含快進)如果遇到EOM或OVF，則產(chǎn)生一個中斷．該中斷狀態(tài)在下一個SPI周期開始時被清除。 (7)使用“讀” 指令會使中斷狀態(tài)位移出ISD的MISO引腳時,控制及地址數(shù)據(jù)也同步從MOSI端移入。 (8) 所有操作在運行位(RUN)置1時開始， 置0時結(jié)束。 (9)所有指令都在端上升沿開始執(zhí)行。OVF標志指示ISD錄放操作已到存儲器的末尾。 ISP4004端口及其相關(guān)控制位示意圖 EOM標志只在放音過程中檢測到內(nèi)部的EOM標志時，此狀態(tài)位置1。SPI指令碼如表45所示。 表45 SPI指令表POWERUP00100XXX(XXXXXXXXX XXXXXXXX)上電，等待TPUD后器件可以工作SET PLAY11100XX(A15A0)從指定地址開始放音，須后跟PLAY指令，使放音繼續(xù)PLAY1111XXX(XX XXXXXXX XXXXXX)從當前地址開始錄音（直至ROM或OVF）SET REC10110XXX(A15A0)從指定地址開始錄音，須后跟REC指令，使錄音繼續(xù)REC110110(XX XXXXXXX XXXXXX)從當前地址開始錄音（直到OVF或停止）SET MC11101XXX(A15A0)從指定地址開始快進，須后跟MC指令，是快進繼續(xù)MC11111XXX(XXXXXXX XXXXXXX X)執(zhí)行快進，直到EOM,若再無消息，進入OVF狀態(tài)STOP0X110XXX(XXXXX XXXXXXX XXX)停止當前操作續(xù)表45STOP PWRDN0X01XXX(XXXXXX XXXXXXX XXX)停止當前操作并掉電RINT0X110XXX(XXXXXX XXXXXXX XXXX)讀狀態(tài)：OVF和EOM以下列舉了幾種對ISD器件進行操作時的指令次序。(1)信息快進。用戶不必知道確切的地址就能快進跳過一條信息。信息快進只用于放音模式。放音速度是正常的1600倍。遇到EOM后停止，內(nèi)部地址計數(shù)器加1，并接下條信息開始處。(2)上電順序。器件延時TPUD（8kHz)采樣時，約25ms后才能開始操作。因此，用戶發(fā)完上電指令后，必須等待TPUD 才能發(fā)出一條操作指令。例如從00處放音，應(yīng)遵循如下時序：發(fā)POWERLIP命令；等待TPUD上電延時； 發(fā)地址值為00的SETPLAY命令： 發(fā)PLAY命令。器件會從00地址開始放音． 當出現(xiàn)EOM時．立即中斷． 停止放音。如果從00處錄音． 則按以下時序： 發(fā)POWER UP命令： 等待TPUD(上電延時)； 發(fā)POWER UP命令：等待2倍TPUD； 發(fā)地址值為00的SET REC命令： 發(fā)REC命令。器件便從00地