最新畢業(yè)設(shè)計(jì)基于c單片機(jī)dsb溫度計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-07-17 06:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲在高速暫存存儲器的第2字節(jié)。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，℃／LSB式表示。當(dāng)符號位S＝0時(shí)，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位S＝1時(shí)，表示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。表2是一部分溫度值對應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。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T＞TH或T＜TL，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令做出響應(yīng)。因此，可用多只DS18B20同時(shí)測量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（CRC）。主機(jī)ROM的前56位來計(jì)算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初使化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)。分別說明如下：(1)初始化 單總線的所有處理均從初始化開始。初始化過程是主機(jī)通過向作為從機(jī)的DS18B20芯片發(fā)一個(gè)有時(shí)間寬度要求的初始化脈沖實(shí)現(xiàn)的。初始化后，才可進(jìn)行讀寫操作。(2) ROM操作命令 總線主機(jī)檢測到DS18B20的存在 便可以發(fā)出ROM操作命令之一 ： ROM操作命令指 令代 碼Read ROM(讀ROM)[33H]Match ROM(匹配ROM)[55H]Skip ROM(跳過ROM][CCH]Search ROM(搜索ROM)[F0H]Alarm search(告警搜索)[ECH] (3) 存儲器操作 ： 存儲器操作命令指令代碼Write Scratchpad(寫暫存存儲器)[4EH]Read Scratchpad(讀暫存存儲器)[BEH]Copy Scratchpad(復(fù)制暫存存儲器)[48H]Convert Temperature(溫度變換)[44H]Recall EPROM(重新調(diào)出)[B8H]Read Power supply(讀電源)[B4H](4)時(shí)序 主機(jī)使用時(shí)間隙(time slots)來讀寫DS18B20的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位①初始化 初始化時(shí)序，主機(jī)總線to時(shí)刻發(fā)送一復(fù)位脈沖(最短為480us的低電平信號)，接著在tl時(shí)刻釋放總線并進(jìn)入接收狀態(tài)。DS18B20在檢測到總線的上升沿之后等待1560us，接著DS18B20在t2時(shí)刻發(fā)出存在脈沖(低電平 持續(xù)60240 us)。如圖中虛線所示：②寫時(shí)間隙 寫0時(shí)序 寫1時(shí)序當(dāng)主機(jī)總線t o時(shí)刻從高拉至低電平時(shí)。從to時(shí)刻開始15us之內(nèi)應(yīng)將所需寫的位送到總線上，DSl820在t o后1560us間對總線采樣。若低電平，寫入的位是0。連續(xù)寫2位間的間隙應(yīng)大于1us。③讀時(shí)間隙 ，主機(jī)總線to時(shí)刻從高拉至低電平時(shí)，總線只須保持低電平l us。之后在t1時(shí)刻將總線拉高，產(chǎn)生讀時(shí)間隙，讀時(shí)間隙在t1時(shí)刻后t 2時(shí)刻前有效，t 2距to為15us。也就是說t 2時(shí)刻前主機(jī)必須完成讀位，并在t o后的60us一120us內(nèi)釋放總線，讀位子程序(讀得的位到C中)。 讀時(shí)序DSl820多路測量簡介 初始化跳過ROM變換溫度等待1S初始化設(shè)置1820個(gè)數(shù)匹配ROM讀存儲器存放在緩沖區(qū)指針增1初始化b1=0?否是 DSl820原理框圖每一片DSl820在其ROM中都存有其唯一的48位序列號，出廠前已寫入片內(nèi)ROM 中，主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須逐一接入DS18B20用讀ROM(33H)命令將該DS18B20的序列號讀出并登錄。當(dāng)主機(jī)需要對眾多在線DS18B20的某一個(gè)進(jìn)行操作時(shí)，首先要發(fā)出匹配ROM命令(55H)，緊接著主機(jī)提供64位序列(包括該DS18B20的48位序列號)。之后的操作就是針對該DS18B20的。而所謂跳過ROM命令即：MOV A,0CCH。，即是啟動所有DS18B20進(jìn)行溫度變換，之后通過匹配ROM 再逐一地讀回每個(gè)DS18B20的溫度數(shù)據(jù)。在DS18B20組成的測溫系統(tǒng)中，主機(jī)在發(fā)出跳過ROM命令之后，再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉(zhuǎn)換啟動碼44H，就可以實(shí)現(xiàn)所有DS18B20的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過1s后，就可以用很少的時(shí)間去逐一讀取。這種方式使其T值往往小于傳統(tǒng)方式。（由于采取公用的放大電路和A/D轉(zhuǎn)換器只能逐一轉(zhuǎn)換）。顯然通道數(shù)越多，這種省時(shí)效應(yīng)就越明顯。DS1820使用中注意事項(xiàng) DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： (1)較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償,由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送,因此,在對DS1820進(jìn)行讀寫編程時(shí),必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序,否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí),對DS1820操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。 (2)在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題,容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS1820,在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過8個(gè)時(shí),就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題,這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 (3)連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗(yàn)中,當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時(shí),讀取的測溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí),正常通訊距離可達(dá)150m,當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí),正常通訊距離進(jìn)一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此,在用DS1820進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 (4)在DS1820測溫程序設(shè)計(jì)中,向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后,程序總要等待DS1820的返回信號,一旦某個(gè)DS1820接觸不好或斷線,當(dāng)程序讀該DS1820時(shí),將沒有返回信號,程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線,其中一對線接地線與信號線,另一組接VCC和地線,屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。 穩(wěn)壓電源7805：在本設(shè)計(jì)中，采用了AT89C51單片機(jī)作為本電路的核心電路的設(shè)計(jì)。AT89C51是一種帶4K字
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