【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1，2 字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)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(chǔ)在 18B20 的兩個(gè) 8 比特的 RAM中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際溫度。圖中，S 表示位。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位 S=0 時(shí)，表示測(cè)得的溫度植為正值，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1 時(shí)，表示測(cè)得的溫度植為負(fù)值，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)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(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)可用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，并以 ℃／LSB 形式表示。表 2 是部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)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(cè)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(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只 DS18B20 同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行告警搜索。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）。主機(jī)根據(jù)ROM 的前 56 位來計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 中的 CRC 值做比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM 數(shù) 據(jù)是否正確。 DS18B20 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 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)16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。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.。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(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。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(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)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(shí) 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(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)。減法計(jì)數(shù)器斜坡累加器減到 0減法計(jì)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(jì)數(shù)比較器預(yù) 置溫度寄存器減到 0測(cè)溫原理內(nèi)部裝置五、 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)（一）系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ,控制器使用單片機(jī)AT89C2051,溫度計(jì)傳感器使用DS18B20,用液晶實(shí)現(xiàn)溫度顯示。18 本溫度計(jì)大體分三個(gè)工作過程。首先，由DS18820溫度傳感器芯片測(cè)量當(dāng)前的溫度，并將結(jié)果送入單片機(jī)。然后，通過89C205I單片機(jī)芯片對(duì)送來的測(cè)量溫度讀數(shù)進(jìn)行計(jì)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(jī)芯片組成。其中，DSI8B20溫度傳感器芯片采用“一線制”與單片機(jī)相連，它獨(dú)立地完成溫度測(cè)量以及將溫度測(cè)量結(jié)果送到單片機(jī)的工作。圖 電路設(shè)計(jì)原理圖 機(jī)器基本外圍電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)電路對(duì)于 AT89S51 的簡(jiǎn)介在本文的第四部分19 單片機(jī)電路引腳圖 晶振控制電路 AT89C51 中有一個(gè)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(gè)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(duì)外接電容 C!、C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，當(dāng)電容容量的大小會(huì)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(gè)輸入端 Q1~Q7 為 8 個(gè)輸出端LE 是數(shù)據(jù)鎖存控制端；當(dāng) LE=1 時(shí)，鎖存器輸出端同輸入端；當(dāng) LE 由 1 變?yōu)? 時(shí)，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。OE 為輸出允許端；當(dāng) OE=0 時(shí)，三態(tài)門打開：當(dāng)OE=1 時(shí)，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(jī) P0 口，輸出端提供的是低 8 位地址，LE 端接至單片21機(jī)的地址鎖存允許信號(hào) ALE。輸出允許端 接地，以保持輸出長(zhǎng)通。 LE 端與OE8031 單片機(jī)的 ALE 端口連接，當(dāng) LE=1 時(shí)（ALE 高電平持續(xù)時(shí)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(hào)一旦輸出即傳輸?shù)?2764 芯片，5264 芯片的地址輸入端口 A0~A7，實(shí)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(gè)選通端（G1）為高電平，另兩個(gè)選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時(shí)，可將地址端（A、B 、C ）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 利用 G/(G2A) 和/(G2B)可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。 若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，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(gè)輸出引腳，任何時(shí)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(gè)為低電平 0，其余 7 個(gè)輸出引腳全為高電平 1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出引腳同時(shí)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(shí)，可由邏輯圖寫出由上式可以看出，同時(shí)又是這三個(gè)變量的全部最小項(xiàng)的譯碼輸出，所以也把這種譯碼器叫做最小項(xiàng)譯碼器。2371LS138 有三個(gè)附加的控制端、和。當(dāng)、時(shí)，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(gè)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(kuò)展譯碼器的功能。帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)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(shí)），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(shí)，門的輸入端除了接至輸出端的一個(gè)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(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。 Intel 2764 的引腳和功能表242764 EPROM 存儲(chǔ)容量為 64K 位，結(jié)構(gòu)為 8K8：13 個(gè)地址線 A12～A0，8 個(gè)數(shù)據(jù)線 O7～O0。2764 EPROM 的控制信號(hào)有一個(gè)片選引腳和一個(gè)輸出控制引腳，低電平有效時(shí)，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(shí)，對(duì)引腳加較寬的負(fù)脈沖；在正常讀出時(shí)，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(jì)有電壓提升電路。 溫度檢測(cè)電路 DS18B20 最大的特點(diǎn)是單總線數(shù)據(jù)傳輸方式，DS18B20 的