【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 樣15~ 4511主機(jī)寫1 時(shí)序主機(jī)寫0 時(shí)序 圖 33 寫時(shí)序 9 寫時(shí)序包括寫 0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序。所有寫時(shí)序至少需要 60us，且在 2 次獨(dú)立的寫時(shí)序之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間，都是以總線拉低開始。寫 1 時(shí)序，主機(jī)輸出低電平，延時(shí) 2us，然后釋放總線，延時(shí) 60us。寫 0 時(shí)序，主機(jī)輸出低電平，延 時(shí) 60us，然后釋放總線，延時(shí) 2us。 (3) 讀時(shí)序 主機(jī)采樣主機(jī)采樣454511主機(jī)寫 1時(shí) 序主機(jī)寫 0時(shí) 序 圖 3－ 4 讀時(shí)序 總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序是，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時(shí)序至少需要 60us，且在 2 次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間。每個(gè)讀時(shí)序都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線 1us。主機(jī)在讀時(shí)序期間必須釋放總線，并且在時(shí)序起始后的 15us 之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。主機(jī)輸出低電平延時(shí) 2us，然后主機(jī)轉(zhuǎn)入輸入模式延時(shí) 12us，然后讀取總線當(dāng)前電平，然后延時(shí) 50us 2. DS18B20 的 測(cè)溫原理 每一片 DSl8B20 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號(hào)，在出廠前已寫入片內(nèi) ROM 中。主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須用讀 ROM(33H)命令將該 DSl8B20 的序列號(hào)讀出。 程序可以先跳過 ROM，啟動(dòng)所有 DSl8B20 進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配 ROM，再逐一地讀回每個(gè) DSl8B20 的溫度數(shù)據(jù)。 DS18B20 的測(cè)溫原理如圖 36 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(hào)送給減法計(jì)數(shù)器 1，高溫 度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩 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，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù) 門打開時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的 10 時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而完成溫度測(cè)量 。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測(cè)量前，首先將 55 ℃ 所對(duì)應(yīng)的基數(shù) 分別置入減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55 ℃ 所對(duì) 應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器 1 對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置值減到 0 時(shí)溫度寄存器的值將加 1，減法計(jì)數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入 ，減法計(jì)數(shù)器 1 重 新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器 2 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)， 停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖 中的斜率累加器用 于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)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(dá)到被測(cè)溫度值 . 預(yù) 置低 溫 度 系 數(shù) 振蕩 器高 溫 度 系 數(shù) 振蕩 器斜 坡 累 加 器減 法 計(jì) 數(shù) 器減 到 0計(jì) 數(shù) 比 較 器預(yù) 置溫 度 寄 存 器減 法 計(jì) 數(shù) 器 減 到 0 圖 35 測(cè)溫原理內(nèi)部裝置 11 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重 要。系 統(tǒng)對(duì) DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)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(chǔ)器操作命令 → 處理 數(shù)據(jù)。 預(yù) 置低 溫 度 系 數(shù) 振蕩 器高 溫 度 系 數(shù) 振蕩 器斜 坡 累 加 器減 法 計(jì) 數(shù) 器減 到 0計(jì) 數(shù) 比 較 器預(yù) 置溫 度 寄 存 器減 法 計(jì) 數(shù) 器 減 到 0 圖 36 測(cè)溫原理內(nèi)部裝 3 .ROM 操作命令 當(dāng)主機(jī)收到 DSl8B20 的響應(yīng)信號(hào)后，便可以發(fā)出 ROM 操作命令之一，這些命令如表 37： ROM操作命令。 12 ROM 操作命令 ： 表 37： 指令 約定代碼 功 能 讀ROM 33H 讀 DS18B20 ROM 中的編碼 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單線總線上與該編碼相對(duì)應(yīng)的 DS18B20 使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)該 DS18B20 的讀寫作準(zhǔn)備 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個(gè)數(shù)和識(shí)別64 位 ROM 地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)溫度變換命令，適用于單片工作。 警告索 命令 0ECH 執(zhí)行后 ，只有溫度超過設(shè)定值上限或者下限的片子才做出響應(yīng) 溫度變換 44H 啟動(dòng) DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長為 500MS，結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 3， 4 字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復(fù)制暫存器 48H 將 E2PRAM 中第 3， 4 字節(jié)內(nèi)容復(fù)制到 E2PRAM 中 重調(diào)E2PRAM 0BBH 將 E2PRAM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 3， 4 字節(jié) 讀供電 方式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時(shí) DS18B20 發(fā)送“ 0”，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“ 1” 13 顯示模塊的設(shè)計(jì) 為了清楚地了解 DS18B20 的工作情況，設(shè)計(jì)了此顯示模塊，也有利于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性驗(yàn)證。 常用的數(shù)碼管顯示器為 8 段，每一段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管，分為共陽和共陰兩種。共陰極 LED 顯示的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地。當(dāng)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極 LED 的發(fā)光 二極管的樣機(jī)連接在一起，通常此公共陽極接高電平，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。 2． 動(dòng)態(tài)顯示 常用的數(shù)碼管顯示器為 8 段，每一段對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管，分為共陽和共陰兩種。共陰極 LED 顯示的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地。當(dāng)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極 LED 的發(fā)光二極管的樣機(jī)連接在一起，通常此公共陽極接高電平，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極接低電平時(shí)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。 14 圖 38 顯示部分 晶 振電路 單片機(jī) XIAL1 和 XIAL2 分別接 30PF 的電容，中間再并個(gè) 12MHZ 的晶振，形成單片機(jī)的晶振電路。 晶體振蕩器在固定頻率振蕩器中能夠提供較高的精度，絕大多數(shù) RTC 采用 的晶體，晶體振蕩器輸出經(jīng)過分頻后會(huì)產(chǎn)生 1Hz 的基準(zhǔn)來刷新時(shí)間和日期。 RTC 的精度主要取決于晶振的精度，晶體振蕩器在固定頻率振蕩器中能夠提供較高的精度，絕大多數(shù) RTC 采用 的晶體，晶體振蕩器輸出經(jīng)過分頻后會(huì)產(chǎn)生 1Hz 的基準(zhǔn)來刷新時(shí)間和日期。 RTC 的精度主要取決于晶振的精度，晶振一般在特定的電容負(fù)載下，其 調(diào)諧振蕩在正確的頻點(diǎn)，而當(dāng)晶振調(diào)諧于 15 負(fù)載的 RTC 電路中時(shí)，使用 6pF 負(fù)載的晶振將會(huì)使時(shí)鐘變快。 Dallas Semiconductor提供的所有 RTC均采用內(nèi)部偏置網(wǎng)絡(luò)，因而晶振可直接連接到 RTC的 X X2 引腳，而不需要額外的元件。由于 RTC 的晶振輸入電路具有很高的輸入阻抗，因此，它與晶振的連線猶如一個(gè)天線，很容易耦合系統(tǒng)其余電路的高頻干擾。而干擾信號(hào)被耦合到晶振引腳將導(dǎo)致時(shí)鐘數(shù)的增加或減少?？紤]到線路板上大多數(shù)信號(hào)的頻率高于 ，所以，通常會(huì)產(chǎn)生額外的時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)。因此，晶振應(yīng) 盡可能靠近 X X2 引腳安裝，同時(shí)晶振、 X1/X2 引腳的下方最好布成地平面 圖 39 晶振電路 復(fù)位電路 當(dāng) AT89S52 單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。上電后， 由于電容的充電和反相門的作用，使 RST 持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵 K 后松開，也能使 RST 為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作 16 圖 310 復(fù)位電路 加熱和制冷電路 圖 311 加熱和制冷電路 串行通信模塊設(shè)計(jì) 1. MAX232 簡(jiǎn)介 MAX232芯片是美信公司專門為電腦的 RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn) 17 換芯片 ,使用 +5v 單電源供電。 主要特點(diǎn)： 符合所有的 RS232C 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 只需要單一 +5V 電源供電 片 載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓V+、 V 功耗低，典型供電電流 5mA 內(nèi)部集成 2 個(gè)