【文章內(nèi)容簡介】 、跳過ROM指令、執(zhí)行溫度轉換存儲器操作指令、等待500uS溫度轉換時間。緊接著執(zhí)行第二個周期為復位、跳過ROM指令、執(zhí)行讀RAM的存儲器操作指令、讀數(shù)據(jù)（最多為9個字節(jié)，中途可停止，只讀簡單溫度值則讀前2個字節(jié)即可）。其它的操作流程也大同小異，在此不多介紹。 DS18B20芯片與單片機的接口，DS18B20 只需要接到控制器（單片機）的一個 I/O 口上，由于單總線為開漏所以需要 外接一個 的上拉電阻。如要采用寄生工作方式（），只要VDD電源引腳與單總線并聯(lián)即可。但在程序設計中，寄生工作方式將會對總線的狀態(tài)有一些特殊的要求。 DS18B20非寄生工作方式與單片機接口 DS18B20寄生工作方式與單片機接口 DS28B20芯片ROM指令表Read ROM（讀ROM）[33H] （方括號中的為16進制的命令字） 這個命令允許總線控制器讀到DS18B20的64位ROM。只有當總線上只存在一個DS18B20的時候才可以使用此指令，如果掛接不只一個，當通信時將會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。 Match ROM（指定匹配芯片）[55H] 這個指令后面緊跟著由控制器發(fā)出了64位序列號，當總線上有多只DS18B20時，只有與控制發(fā)出的序列號相同的芯片才可以做出反應，其它芯片將等待下一次復位。這條指令適應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，在單總線的情況之下，為了節(jié)省時間則可以選用此指令。如果在多芯片掛接時使用此指令將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，導致錯誤出現(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用排除法識別所有器件的64位ROM。 Alarm Search（報警芯片搜索）[ECH] 在多芯片掛接的情況下，報警芯片搜索指令只對附合溫度高于TH或小于TL報警條件的芯片做出反應。只要芯片不掉電，報警狀態(tài)將被保持，直到再一次測得溫度什達不到報警條件為止。 DS28B20芯片存儲器操作指令表： 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，隨后寫入的兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)將會被存到地址2（報警RAM之TH）和地址3（報警RAM之TL）。寫入過程中可以用復位信號中止寫入。 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RAM數(shù)據(jù)的讀出。芯片允許在讀過程中用復位信號中止讀取，即可以不讀后面不需要的字節(jié)以減少讀取時間。 Copy Scratchpad （將RAM數(shù)據(jù)復制到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，當控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強上拉并至少保持10MS，來維持芯片工作。 Convert T（溫度轉換）[44H] 收到此指令后芯片將進行一次溫度轉換，將轉換的溫度值放入RAM的第2地址。此后由于芯片忙于溫度轉換處理，當控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強上拉并至少保持500MS，來維持芯片工作。 Recall EEPROM（將EEPROM中的報警值復制到RAM）[B8H] 此指令將EEPROM中的報警值復制到RAM中的第4個字節(jié)里。由于芯片忙于復制處理，當控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當儲存工作完成時，總線將輸出“1”。另外，此指令將在芯片上電復位時將被自動執(zhí)行。這樣RAM中的兩個報警字節(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)。4 軟件設計為了更簡單的完成溫度控制的任務，采用如下算法控制繼電器，程序的軟件流程圖如下：首先在程序的開頭先讀取用戶的按鍵命令，當沒有按鍵時，數(shù)碼管僅顯示實際溫度；若按下“b”鍵，則數(shù)碼管顯示用戶的設定溫度；按下“c”鍵，則進入設置溫度子程序，用戶通過1～9數(shù)字鍵就可以設置用戶所需溫度，這樣就完成了用戶的操作。接下來讀取DS18B20的數(shù)據(jù)，并按格式裝配成數(shù)碼管可以顯示的類型。最后根據(jù)當前的溫度值控制繼電器的通斷。主程序就是以上述流程往復運行。數(shù)碼管顯示段選碼：unsigned char code Seg_Table[13] = { 0xC0,/*0*/0xF9,/*1*/0xA4,/*2*/0xB0,/*3*/0x99,/*4*/0x92,/*5*/0x82,/*6*/0xF8,/*7*/0x80,/*8*/0x90,/*9*/0x9c,/*10*/ //上框 代表實際溫度 0xa3,/*11*/ //下框 代表設定溫度0xff//all off}。 鍵盤掃描程序這里使用44矩陣鍵盤作為命令輸入，采用行列賦值的方法分別確定按鍵的行值和列值。 DB18B20通信程序DS18B20測溫原理為圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在－55℃所對應的一個基數(shù)值。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)，當計數(shù)器1的預置值減到0時，溫度寄存器的值將加1，計數(shù)器1的預置將重新被裝入，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，其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值。轉化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0， 這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1， 溫度。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H 。根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機（單片機）控制DS18B20完成溫度轉換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進行復位操作，復位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進行預定的操作。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，當DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。 DS18B20使用方法5 系統(tǒng)合成與檢測實驗板的USB口連接電腦，用作5V電源輸入，DS18B20的VCC和GND分別接UART的VCC和GND；數(shù)據(jù)端口接UART的RX。這樣單片機就可以讀取DS18B20的溫度數(shù)據(jù)了，但是為了準確的測量加熱爐溫度，還要將芯片貼于加熱爐的杯壁上，這樣可以大致準確地檢測爐溫。然后是繼電器的連接，先將電源線的火線斷開，分別接在繼電器220V的兩個引腳上，再將繼電器的控制端分別接在放大器驅動電路的集電極和地線上，而驅動電路用實驗箱上的5V輸出供電，最后將放大器的基級經(jīng)由一個2K的電阻接入實驗箱UART的TX端。這樣，單片機就通過控制TX端的高低電平，控制繼電器的開合。程序燒寫完畢以后，重新打開開關，數(shù)碼管就可以顯示當前的溫度，按下鍵盤上的“*”號鍵，就可以使用0~9數(shù)字鍵設置溫度（默認溫度為50度）。按下“”號鍵，可以查看用戶設定溫度。按下“D”鍵，可以看到恒溫時間（176。C的時候開始啟動計時器）。176。C的范圍內(nèi)，176。C時，就會啟動蜂鳴器報警。在加熱的過程中要注意電阻爐要蓋上蓋子，因為這樣可以盡量減少電阻爐的散熱使溫度控制的更加精確。測試次數(shù)設定溫度實際恒定溫度135℃℃240℃℃355℃℃460℃℃6 結論實際運行的經(jīng)驗和理論的分析都表明，運用計算機對許多工藝過程進行控制時，都能得到滿意的效果。用計算機實現(xiàn)溫度控制使控制過程更加靈活，更能滿足生產(chǎn)過程提出的工藝要求。對于大慣性、純滯后電阻爐溫度控制系統(tǒng)，不斷修改軟件算法，用軟件代替復雜的硬件電路，可獲得滿意的控制效果，在實時性、準確性、穩(wěn)定性方面都得到了滿足，具有工程實際推廣價值。參考文獻[1]周立功．單片機實驗與實踐．北京：北京航空航天大學出版社，２００４[2]楊將新．單片機程序設計及應用從基礎到實踐．北京：電子工業(yè)出版社，２００６[3]周潤景．基于PROTEUS的電路及單片機設計與仿真．北京：北京航空航天大學出版社，２０１０[4]張豫滇．電子電路課程設計．南京：河海大學出版社，２００５[5]高鋒．單片微型計算機原理與接口技術．北京：科學出版社，２００７附錄 單片機C語言源程序DS18B20通信程序define uchar unsigned chardefine DELAY_TIME1 8sbit DQ=P3^0。 //改成P3^0void ds18b20_delay(int time)//延時時間為(time * 6 us)