【文章內(nèi)容簡介】 樣15~ 4511主機寫1 時序主機寫0 時序 圖 33 寫時序 9 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。 (3) 讀時序 主機采樣主機采樣454511主機寫 1時 序主機寫 0時 序 圖 3－ 4 讀時序 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(dāng)前電平，然后延時 50us 2. 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 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(dāng)計數(shù) 門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的 10 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(dāng)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。圖 中的斜率累加器用 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 . 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 數(shù) 器減 到 0計 數(shù) 比 較 器預(yù) 置溫 度 寄 存 器減 法 計 數(shù) 器 減 到 0 圖 35 測溫原理內(nèi)部裝置 11 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴(yán)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)。 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 數(shù) 器減 到 0計 數(shù) 比 較 器預(yù) 置溫 度 寄 存 器減 法 計 數(shù) 器 減 到 0 圖 36 測溫原理內(nèi)部裝 3 .ROM 操作命令 當(dāng)主機收到 DSl8B20 的響應(yīng)信號后，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應(yīng)的 DS18B20 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 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 的個數(shù)和識別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 DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間最長為 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 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 為了清楚地了解 DS18B20 的工作情況，設(shè)計了此顯示模塊，也有利于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性驗證。 常用的數(shù)碼管顯示器為 8 段，每一段對應(yīng)一個發(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，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極 LED 的發(fā)光 二極管的樣機連接在一起，通常此公共陽極接高電平，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。 2． 動態(tài)顯示 常用的數(shù)碼管顯示器為 8 段，每一段對應(yīng)一個發(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，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽極 LED 的發(fā)光二極管的樣機連接在一起，通常此公共陽極接高電平，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時，發(fā)光二極管被點亮，相應(yīng)的段被顯示。 14 圖 38 顯示部分 晶 振電路 單片機 XIAL1 和 XIAL2 分別接 30PF 的電容，中間再并個 12MHZ 的晶振，形成單片機的晶振電路。 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)過分頻后會產(chǎn)生 1Hz 的基準(zhǔn)來刷新時間和日期。 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)過分頻后會產(chǎn)生 1Hz 的基準(zhǔn)來刷新時間和日期。 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載下，其 調(diào)諧振蕩在正確的頻點，而當(dāng)晶振調(diào)諧于 15 負載的 RTC 電路中時，使用 6pF 負載的晶振將會使時鐘變快。 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天線，很容易耦合系統(tǒng)其余電路的高頻干擾。而干擾信號被耦合到晶振引腳將導(dǎo)致時鐘數(shù)的增加或減少?？紤]到線路板上大多數(shù)信號的頻率高于 ，所以，通常會產(chǎn)生額外的時鐘脈沖計數(shù)。因此，晶振應(yīng) 盡可能靠近 X X2 引腳安裝，同時晶振、 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 單片機的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(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，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機自動復(fù)位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復(fù)位。上電后， 由于電容的充電和反相門的作用，使 RST 持續(xù)一段時間的高電平。當(dāng)單片機已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵 K 后松開，也能使 RST 為一段時間的高電平，從而實現(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 1. MAX232 簡介 MAX232芯片是美信公司專門為電腦的 RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn) 17 換芯片 ,使用 +5v 單電源供電。 主要特點： 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