【文章內(nèi)容簡介】 引腳功能描述 1 GND 接地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳 必須接地。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。 I/O C 64 位 ROM 和 單 線 高速緩存 存儲(chǔ)器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 10 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 64 位 ROM 的結(jié)構(gòu)起始８位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有 48 位，最后８位是前面 56位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報(bào)警上下限。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存ＲＡＭ和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EERAM。高速暫存器 RAM 由 9 個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)器組成。第 01個(gè)字節(jié)是 溫度的顯示位；第 2和第 3 個(gè)字節(jié)是 TH 和 TL，同時(shí)第 2和第 3 個(gè)字節(jié)的數(shù)字可以更新；第 4 個(gè)字節(jié)是配置寄存器，同時(shí)第 4個(gè)字節(jié)的數(shù)字也可以更新；第 7 三個(gè)字節(jié)是保留的。第 8 字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。 表 RAM的第 0和第 1個(gè)字節(jié)中的存儲(chǔ)格式。 表 溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 23 22 21 20 21 22 23 24 位 15 位 14 位 13 位 12 位 11 位 10 位 9 位 8 S S S S S 26 25 24 DS18B20 的測溫原理 DS18B20 的測溫原理是這樣的 ,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(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)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(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器２的脈沖輸入。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測量。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系 11 數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將－ 55℃所對應(yīng)的一個(gè)基 數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器１和溫度寄存器中。 DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí) DS18B20的 1 腳接地， 2 腳作為信號(hào)線， 3 腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET 管來完成對總線的上拉。 D S18B 20 D S18B 20 D S18B 20 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機(jī).... 圖 DS18B20 的接口電路 當(dāng) DS18B20處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度 A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有上拉 ，上拉開啟時(shí)間最大為 10us。采用寄生電源供電方式時(shí) 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。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(yán)格的時(shí)序要求。 DS18B20 有嚴(yán)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(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)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。 （ 1） DS18B20 的初始化時(shí)序 1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平 1 2） 延時(shí)（該時(shí)間要求不是很嚴(yán)格，但盡可能短一點(diǎn)） 3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平 0 12 4） 延時(shí) 750us（該時(shí)間范圍可以設(shè)定為 480960us 范圍內(nèi)） 5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平 1 6） 延時(shí)等待。如果初始化成功則在 1560ms 內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由 DS18B20 返回的低電平 0，據(jù)該狀態(tài)可以確定它的存在。 7） 若 CPU 讀到數(shù)據(jù)線上的低電平 0 后，還要進(jìn)行延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出高電平算起最少 480us 8） 將數(shù)據(jù)線再次拉到高電平 1后結(jié)束 （ 2） DS18B20 的寫數(shù)據(jù) １） 數(shù)據(jù)線先置低電平 0 ２） 延時(shí)確定的時(shí)間為 15us 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(shí)時(shí)間為 45us ５） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平 1 ６） 重復(fù) 15步驟，直到發(fā)送完整個(gè)字節(jié) ７） 最后將數(shù)據(jù)線拉到１ （ 3） DS18B20 的讀數(shù)據(jù) １） 將數(shù)據(jù)線拉高到１ ２） 延時(shí)２ us ３） 將數(shù)據(jù)線拉低到 0 ４） 延時(shí) 6us ５） 將數(shù)據(jù)線拉高到 1 ６） 延時(shí) 4us ７） 讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到一個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 13 ８） 重復(fù) 17步驟，直到讀取完一個(gè)字節(jié) LCD1602 的介紹 LCD1602液晶顯示器也叫 1602字符型液晶顯示器。它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。 它由若干個(gè) 5X7或者 5X11等點(diǎn)陣字符位組成。每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。 LCD1602是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16個(gè)字符液晶模塊。 管腳功能 LCD1602引腳圖 LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的 16腳接口，其中： 第 1腳： VSS 為電源地 第 2腳： VCC 接 5V 電源正極 第 3腳： V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器 、低電平 0時(shí)選擇指令寄存器 第 5腳： RW 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 第 7～ 14腳： D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)端。 第 15～ 16腳：空腳或背燈電源。 15腳背光正極， 16腳背光負(fù)極。 操作控制 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形。這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等。每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母 “ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“ A”。因?yàn)?1602識(shí)別的是 ASCII 碼，試驗(yàn)可以用 ASCII 碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如 39。A’。 14 指令集 1602通過 D0～ D7的 8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。 顯示模式設(shè)置： (初始化 ) 0011 1000 [0x38] 設(shè)置 16 2顯示， 5 7點(diǎn)陣， 8位數(shù)據(jù)接口； 顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置： (初始化 ) 0000 1DCB D 顯示 (1有效 )、 C 光標(biāo)顯示 (1有效 )、 B光標(biāo)閃爍 (1有效 ) 0000 01NS N=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加 1amp。光標(biāo)加 1)， N=0(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減 1amp。光標(biāo)減 1)， S=1且 N=1(當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移 ) s=0當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng) 數(shù)據(jù)指針設(shè)置： 數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H) 其他設(shè)置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針 =0)。 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)目標(biāo) 系統(tǒng)通過溫度傳感器 DS18B20 的數(shù)據(jù)線 DQ 與主控芯片 51 單片 機(jī)的 相連接， DS18B20 將采集到的數(shù)據(jù)送給單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)處理后，顯示在 8位數(shù)據(jù)線與單片機(jī) P0 口的液晶顯示器 LCD 上。串口經(jīng)過 MAX232 的電平轉(zhuǎn)換