【文章內(nèi)容簡介】 平(此時REC/=0)；PLAYE/為邊沿放音控制，下降沿開始放音(此時REC/=0)；RECLED/為錄音指示，接發(fā)光二極管，錄音時亮，放音結(jié)束閃爍一下，然后熄滅。 芯片工作原理ISD1420 地址輸入端具有雙重功能，根據(jù)地址中的 AA7 的電平狀態(tài)決定A0～A7 的功能。如果 AA7 中間至少有一個低電平，則 A0～A7 輸入全解釋為地址位，作為起始地址用，此時地址線僅僅作為輸入端口，在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。根據(jù) PLAYE、PLAYL或 REC的下降沿信號，地址輸入被鎖定。如果 AA7 同為高電平時，ISD1420芯片進入模式操作方式。 芯片工作模式先錄音，能分160段(地址為00H0A0H)。我們說話平均語速4字/秒，所以20秒我們錄80字。經(jīng)過計算，每個字占2個地址。我們錄音13段。錄音用S1鍵，放音控制用S2鍵。錄音時按下鍵后開始錄音,錄完每段后放開按鍵,錄音停止。共錄13段,錄每段時同時用數(shù)碼管提示，分別用數(shù)字0F來表示。按語音提示鍵播報溫度,不按不播報。一、語音溫度計溫馨提示您，當前溫度（00H27H）二、一（28H2FH）三、二（30H37H）四、三（38H3FH）五、四（40H47H）六、五（48H4FH）七、六（50H57H）八、七（58H5FH）九、八（60H67H）十、九（68H6FH）十一、十（70H77H）十二、度（78H7FH）十三、溫度過高（80H87H）十四、溫度合適（88H8FH）十五、溫度過低（90H97H） 語音電路設(shè)計 圖37 語音電路 DS18B20芯片簡介 DS18B20性能特點與內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強、易于與未處理器接口等優(yōu)點，適合于各種溫度測控系統(tǒng)。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)化器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上，傳感器直接輸出的就是溫度信號數(shù)字值。信號傳輸采用兩芯（或三芯）電纜構(gòu)成的單總線結(jié)構(gòu)。一條單總線上可以掛接若干個數(shù)字溫度傳感器，每個傳感器有一個唯一的地址碼。微控制器通過對器件的尋址，就可以讀取某個傳感器的溫度值，從而簡化了信號采集系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)。(1) DS18B20的性能特點如下[9]：1) 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；2) 多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；3) 無須外部器件；4) 可通過數(shù)據(jù)線供電，～；5) 零待機功耗；6) 溫度以3位數(shù)字顯示；7) 用戶可定義報警設(shè)置；8) 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；9) 負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 (2) DS18B20的外形及管腳排列如圖38圖38 DS18B20封裝 DS18B20工作時序根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：1. 每一次讀寫之前都必須要對DS18B20進行復(fù)位；2. 復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令；3. 最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15～60微秒左右后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。其工作時序包括初始化時序、寫時序和讀時序，。(1) 初始化時如圖39總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機響應(yīng)應(yīng)答脈沖。應(yīng)答脈沖使主機知道，總線上有從機設(shè)備，且準備就緒。主機輸出低電平，保持低電平時間至少480us，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著主機釋放總線，延時15～60us，并進入接受模式，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖，若為低電平，再延時480us。(2) 寫時序如圖310寫時序包括寫0時序和寫1時序。所有寫時序至少需要60us，且在2次獨立的寫時序之間至少需要1us的恢復(fù)時間，都是以總線拉低開始。寫1時序，主機輸出低電平，延時2us，然后釋放總線，延時60us。寫0時序，主機輸出低電平，延時60us，然后釋放總線，延時2us。圖39 初始化時序圖310 寫時序圖311 讀時序(3) 讀時序如圖311總線器件僅在主機發(fā)出讀時序是，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時序至少需要60us，且在2次獨立的讀時序之間至少需要1us的恢復(fù)時間。每個讀時序都由主機發(fā)起，至少拉低總線1us。主機在讀時序期間必須釋放總線，并且在時序起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。主機輸出低電平延時2us，然后主機轉(zhuǎn)入輸入模式延時12us，然后讀取總線當前電平，然后延時50us。 DS18B20的操作協(xié)議DS18B20單線通信功能是分時完成的。單線信號包括復(fù)位脈沖，響應(yīng)脈沖，寫“0”，寫“1”，讀“1”。它們有嚴格的時隙概念。系統(tǒng)對DS18B20的操作以ROM命令（5個）和存儲器命令（6）形式表現(xiàn)，各種指令功能如表31，32所示。表31 DS18B20 ROM命令指令約定代碼功能讀ROM33H讀DS18B20中的編碼（既讀64位地址）符 合ROM55H發(fā)出此命令后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單總線上與該編碼相應(yīng)的DS18B20，使之做出響應(yīng)，為下一步對該DS18B20的讀寫做準備。搜 索ROM0F0H用于確定掛在同一總線上DS18B20的個數(shù)和識別64位ROM地址，為操作各個器件做好準備。跳 過ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單片工作。告警搜索命令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過設(shè)定上限或是下限的片子做出響應(yīng)。表32 DS18B20 RAM命令指令約定代碼功能溫度變換44H啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存入內(nèi)部RAM。讀暫存器0BEH讀內(nèi)部RAM中的內(nèi)容。寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部RAM的第4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。復(fù)制暫存 器48H將RAM中的第4字內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中。重調(diào)EEPRAM0B8H將EEPROM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的第4字節(jié)。讀供電方 式0B4H讀DS18B20的供電模式，寄生供電是DS18B20發(fā)送“0”，外接電源供電DS18B20發(fā)送“1”。對DS18B20操作協(xié)議是：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→處理數(shù)據(jù)→發(fā)存儲命令處理數(shù)據(jù)。初始化：主機發(fā)一位復(fù)位脈沖（對短為480us的低電平），接著主機釋放總線進入接收狀態(tài)，DS18B20在檢測到I/O引腳上的上升沿之后，等待15~60us然后發(fā)出存在脈沖（60~240us的低電平）。寫時間片：將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，產(chǎn)生起始信號。在15us之內(nèi)將所需寫的位送到數(shù)據(jù)線上，在15us到60us之間對數(shù)據(jù)線進行采樣，如果采樣為高電平，就寫1，如果是低電平，寫0就發(fā)生。在開始另一個寫周期前必須有1us以上的高電平恢復(fù)期。讀時間片：主機將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平1us以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產(chǎn)生讀起始信號。主機在讀時間片下降沿之后15us內(nèi)完成讀位。每個讀周期最短的持續(xù)時間為60us，各個讀周期之間必須有1us以上的高電平恢復(fù)期。用戶對于DS18B20的訪問有三個步驟：(1).初始化用戶通過信號線，向DS18B20發(fā)送一個滿足特定時序的負脈沖，信號線上所有DS18B20芯片都被復(fù)位。準備接受用戶的序列號命令。(2).序列號訪問命令接下來，用戶通過信號線，發(fā)送一個特定的64位序列號編碼。這時，信號線上所有相連DS18B20都進行編碼匹配，只有編碼一致的DS18B20才被激活，可以接受下面的內(nèi)存訪問命令。(3).存訪問命令在用戶發(fā)送序列號訪問命令選定DS18B20芯片后，被選中的芯片便可以接受內(nèi)存訪問命令。讀取溫度數(shù)據(jù)，設(shè)定溫度報警限。二進制數(shù)據(jù)與溫度的對應(yīng)關(guān)系見表33。表33 二進制數(shù)據(jù)與溫度的對應(yīng)關(guān)系溫度溫度數(shù)據(jù)輸出（二進制）溫度數(shù)據(jù)輸出（16進制）+125℃0000 0111 1101 000007D0h+85℃0000 0101 0101 00000550h+℃0000 0001 1001 00010191h+℃0000 0000 1010 001000A2h+℃0000 0000 0000 10000008h0℃0000 0000 0000 0000000h℃1111 1111 1111 1000 FFF8h℃1111 1111 0101 1110FF5Eh℃1111 1110 0110 1111 FF6Fh55℃1111 1100 1001 0000FC90h DS18B20序列號編碼DS18B20內(nèi)部具有出廠前固化的8字節(jié)代碼，如表34所示。表33 64位光刻ROM8位CRC代碼48位器件序列號8位產(chǎn)品類型碼（28H）其首字節(jié)位產(chǎn)品類型代碼，固化為10H，后6字節(jié)是每個傳感器的序列號，最后一字節(jié)是CRC檢驗碼。其中6字節(jié)共48位的器件序列號可看成是每個傳感器固有的地址編碼而在多點測溫中作為識別標志。多點測溫中若用序列號作為傳感器的地址編碼，一種簡單的方法是采取以下幾個步驟：（1）逐個測出每個傳感器的序列號，連同其在測溫現(xiàn)場位置的手工編號，作為地址編碼做成標簽貼在傳感器的表面。（2）手工建立傳感器地址與其序列號的關(guān)系表，并將其固化在程序中。系統(tǒng)運行時，微機根據(jù)序列號讀取相應(yīng)傳感器溫度，數(shù)據(jù)按關(guān)系表放入數(shù)據(jù)庫與地址編碼的數(shù)據(jù)項位置。 DS18B20的測溫原理每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi)ROM 中。主機在進入操作程序前必須用讀ROM(33H)命令將該DSl8B20的序列號讀出。程序可以先跳過ROM，啟動所有DSl8B20進行溫度變換，之后通過匹配ROM，再逐一地讀回每個DSl8B20的溫度數(shù)據(jù)。DS18B20的測溫原理如圖312所示，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。斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，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。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)。減法計數(shù)器斜坡累加器減到0減法計數(shù)器預(yù) 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計數(shù)比較器預(yù) 置溫度寄存器減到0圖312 測溫原理內(nèi)部裝置 測溫系統(tǒng)的硬件工作原理對DS18B20初始化后，主機發(fā)出SKIP ROM命令，此命令執(zhí)行后的存儲器操作命令將對所在線的