【文章內(nèi)容簡介】 1，2 字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 5 ℃/LSB 形式表示。溫度值格式如下：出這是 12 位轉(zhuǎn)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，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際溫度。圖中，S 表示位。對應(yīng)的溫度計算：當(dāng)符號位 S=0 時，表示測得的溫度植為正值，直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當(dāng) S=1 時，表示測得的溫度植為負值，先將補碼變換為原碼，再計算十進制值。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。DS18B20 溫度傳感器主要用于對溫度進行測量，數(shù)據(jù)可用 16 位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，并以 ℃／LSB 形式表示。表 2 是部分溫度值對應(yīng)的二進制溫度表示數(shù)據(jù)。出15表 2 部分溫度值 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與 RAM 中的 TH、TL 字節(jié)內(nèi)容作比較，若 TTH 或 TTL,則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對主機發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進行告警搜索。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（CRC）。主機根據(jù)ROM 的前 56 位來計算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值做比較，以判斷主機收到的 ROM 數(shù) 據(jù)是否正確。 DS18B20 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 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16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.。表 3－1 ROM 操作命令指令 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。告警搜索命 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17重調(diào)E2PRAM0BBH 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”續(xù) 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測溫原理內(nèi)部裝置五、 系統(tǒng)整體設(shè)計（一）系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ,控制器使用單片機AT89C2051,溫度計傳感器使用DS18B20,用液晶實現(xiàn)溫度顯示。18 本溫度計大體分三個工作過程。首先，由DS18820溫度傳感器芯片測量當(dāng)前的溫度，并將結(jié)果送入單片機。然后，通過89C205I單片機芯片對送來的測量溫度讀數(shù)進行計算和轉(zhuǎn)換，井將此結(jié)果送入液晶顯示模塊。最后，SMC1602A芯片將送來的值顯示于顯示屏上。 由圖1可看到，本電路主要由DSl8820溫度傳感器芯片、SMCl602A液晶顯示模塊芯片和 89C2051單片機芯片組成。其中，DSI8B20溫度傳感器芯片采用“一線制”與單片機相連，它獨立地完成溫度測量以及將溫度測量結(jié)果送到單片機的工作。圖 電路設(shè)計原理圖 機器基本外圍電路設(shè)計 單片機電路對于 AT89S51 的簡介在本文的第四部分19 單片機電路引腳圖 晶振控制電路 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。 外接石英晶體或陶瓷諧振器及電容 CC2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)寫真電路。對外接電容 C!、C2 雖然沒有十分嚴格的要求，當(dāng)電容容量的大小會輕微影響振蕩器頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度的穩(wěn)定性。晶振控制電路圖 繼電器電路圖中 引腳控制加熱器繼電器。 低電平，三極管導(dǎo)通，電磁鐵觸頭放下來開始工作. 20繼電器電路圖 鎖存器 74LS373 引腳功能及工作原理 74LS373 引腳功能 D0~D7 為 8 個輸入端 Q1~Q7 為 8 個輸出端LE 是數(shù)據(jù)鎖存控制端；當(dāng) LE=1 時，鎖存器輸出端同輸入端；當(dāng) LE 由 1 變?yōu)? 時，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。OE 為輸出允許端；當(dāng) OE=0 時，三態(tài)門打開：當(dāng)OE=1 時，三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。 74LS373 工作原理輸入端 D0~D7 接于單片機 P0 口，輸出端提供的是低 8 位地址，LE 端接至單片21機的地址鎖存允許信號 ALE。輸出允許端 接地，以保持輸出長通。 LE 端與OE8031 單片機的 ALE 端口連接，當(dāng) LE=1 時（ALE 高電平持續(xù)時間） ，74LS473的輸出 Q0~Q7 隨其輸入 D0~D7 的狀態(tài)變化，即 P0 口送出低 8 位地址信號一旦輸出即傳輸?shù)?2764 芯片，5264 芯片的地址輸入端口 A0~A7，實現(xiàn)輸入輸出隔離。74LS138 為 3 線－ 8 線譯碼器，共有 54/74S138 和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其工作原理如下： 當(dāng)一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B 、C ）的二進制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 利用 G/(G2A) 和/(G2B)可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。 若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74LS138 還可作數(shù)據(jù)分配器用與非門組成的 3 線8 線譯碼器 74LS1383 線8 線譯碼器 74LS138 的功能表22無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到 74LS138 的八個輸出引腳，任何時刻要么全為高電平 1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平 0，其余 7 個輸出引腳全為高電平 1。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為 0 的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。當(dāng)附加控制門的輸出為高電平（S＝1）時，可由邏輯圖寫出由上式可以看出，同時又是這三個變量的全部最小項的譯碼輸出，所以也把這種譯碼器叫做最小項譯碼器。2371LS138 有三個附加的控制端、和。當(dāng)、時，輸出為高電平（S＝1），譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表 所示。這三個控制端也叫做“片選” 輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來以擴展譯碼器的功能。帶控制輸入端的譯碼器又是一個完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖 電路中如果把作 為“數(shù)據(jù)”輸入端（同時），而將作為 “地址”輸入端，那么從送來的數(shù)據(jù)只能通過所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如 當(dāng)＝101 時，門的輸入端除了接至輸出端的一個以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會被送到其他任何一個輸出端上。 Intel 2764 的引腳和功能表242764 EPROM 存儲容量為 64K 位，結(jié)構(gòu)為 8K8：13 個地址線 A12～A0，8 個數(shù)據(jù)線 O7～O0。2764 EPROM 的控制信號有一個片選引腳和一個輸出控制引腳，低電平有效時，分別選中芯片和允許芯片輸出數(shù)據(jù)。2764 EPROM 的編程由編程控制引腳以及編程電源 Vpp 控制。在編程時，對引腳加較寬的負脈沖；在正常讀出時，引腳應(yīng)該無效。Intel 2764 有 8 種工作方式，前 4 種為正常狀態(tài)，要求 Vpp 接＋5V；后 4 種為編程狀態(tài)，要求 Vpp 接＋25V 作為編程高電壓。新型 EPROM 芯片已經(jīng)沒有 Vpp引腳，但編程仍然需要高電壓，這種芯片內(nèi)部設(shè)計有電壓提升電路。 溫度檢測電路 DS18B20 最大的特點是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式，DS18B20 的