【文章內(nèi)容簡介】 0。這一特性在HVAC環(huán)境控制、探測建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過程監(jiān)測和控制等方面非常有用。DS18B20應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)采用的TO－： DS18B20詳細(xì)引腳功能描述序號名稱引腳功能描述1GND地信號2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。3VDD可選擇的VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。 DS18B20操作原理DS18B20 的核心功能是它的直接讀數(shù)字的溫度傳感器。溫度傳感器的精度為用戶可編程的9，10，11或12位，℃，℃，℃℃增量遞增。在上電狀態(tài)下默認(rèn)的精度為12位。DS18B20啟動后保持低功耗等待狀態(tài)；當(dāng)需要執(zhí)行溫度測量和AD轉(zhuǎn)換時(shí)，總線控制器必須發(fā)出[44h]命令。在那之后，產(chǎn)生的溫度數(shù)據(jù)以兩個(gè)字節(jié)的形式被存儲到高速暫存器的溫度寄存器中，DS18B20繼續(xù)保持等待狀態(tài)。當(dāng)DS18B20由外部電源供電時(shí)，總線控制器在溫度轉(zhuǎn)換指令之后發(fā)起“讀時(shí)序”，DS18B20正在溫度轉(zhuǎn)換中返回0,轉(zhuǎn)換結(jié)束返回1。DS18B20中的溫度傳感器完成對溫度的測量，用16位二進(jìn)制形式提供，形式表達(dá)，其中頭五位S為符號位。如：＋℃的數(shù)字輸出為0000 0001 1110 0001（正溫度直接把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)成十進(jìn)制乘以單位溫度即得到溫度值，對于負(fù)溫度則取反加1后把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)成十進(jìn)制）。DS18B20的存儲器有一個(gè)暫存SRAM和一個(gè)存儲高低報(bào)警觸發(fā)值TH和TL的非易失性電可擦除EEPROM組成。注意當(dāng)報(bào)警功能不使用時(shí)，TH和TL寄存器可以被當(dāng)作普通寄存器使用。所有的存儲器指令被詳述于DS18B20功能指令節(jié)。位0和位1為測得溫度信息的LSB和MSB。這兩個(gè)字節(jié)是只讀的。第2和第3字節(jié)是TH和TL的拷貝。位4包含配置寄存器數(shù)據(jù)，其被詳述于配置寄存器節(jié)。位5，6和7被器件保留，禁止寫入；這些數(shù)據(jù)在讀回時(shí)全部表現(xiàn)為邏輯1。EPROM寄存器中的數(shù)據(jù)在器件掉電時(shí)仍然保存；上電時(shí)，數(shù)據(jù)被載入暫存器。數(shù)據(jù)也可以通過召回EEPROM命令從暫存器載入EEPROM?？偩€控制器在發(fā)出這條命令后發(fā)出讀時(shí)序，DS18B20返回0表示正在召回中，返回1表示操作結(jié)束。存儲器的第4位為配置寄存器。上電默認(rèn)設(shè)置位6：R0=1：位5：R1=1。精度和轉(zhuǎn)換時(shí)間之間有直接的關(guān)系。暫存器的位7（為0）和位0~4（為1）被器件保留，禁止寫入。即12位精度時(shí)存儲器狀態(tài)為0111 1111在讀回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，它們?nèi)勘憩F(xiàn)為邏輯1。DS18B20完成一次溫度轉(zhuǎn)換后，就拿溫度值與和存儲在TH和TL中一個(gè)字節(jié)的用戶自定義的報(bào)警預(yù)置值進(jìn)行比較。標(biāo)志位（S）指出溫度值的正負(fù)：正數(shù)S=0,負(fù)數(shù)S=1。TH和TL寄存器是非易失性的，所以它們在掉電時(shí)仍然保存數(shù)據(jù)。當(dāng)TH和TL為8位寄存器時(shí)，4位溫度寄存器中的11個(gè)位用來和TH、TL進(jìn)行比較。如果測得的溫度高于TH或低于TL，報(bào)警條件成立，DS18B20內(nèi)部就會置位一個(gè)報(bào)警標(biāo)識。每進(jìn)行一次測溫就對這個(gè)標(biāo)識進(jìn)行一次更新；因此，如果報(bào)警條件不成立了，在下一次溫度轉(zhuǎn)換后報(bào)警標(biāo)識將被移去。總線控制器通過發(fā)出報(bào)警搜索命令[ECh]檢測總線上所有的DS18B20報(bào)警標(biāo)識。任何置位報(bào)警標(biāo)識的DS18B20將響應(yīng)這條命令，所以總線控制器能精確定位每一個(gè)滿足報(bào)警條件的DS18B20。如果報(bào)警條件成立，而TH或TL的設(shè)置已經(jīng)改變，另一個(gè)溫度轉(zhuǎn)換將重新確認(rèn)報(bào)警條件。：64位ROM和單總線端口存儲器和控制邏輯存儲器溫度傳感器上觸發(fā)TH下觸發(fā)LH高速暫存器8位CRC產(chǎn)生器DQ內(nèi)部VddVdd電源檢測 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。主要首先DS18B20提供以下功能命令之一：讀ROM，ROM匹配，搜索ROM，跳過ROM，報(bào)警檢查。若指令成功地使DS18B20完成溫度測量，數(shù)據(jù)存儲在DS18B20的存儲器。一個(gè)控制功能指揮指示DS18B20的演出測溫。測量結(jié)果將被放置在DS18B20內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲器。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL都有一字節(jié)EEPROM的數(shù)據(jù)。如果DS18B20不使用報(bào)警檢查指令，這些寄存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。寫TH，TL指令以及配置字節(jié)利用一個(gè)記憶功能的指令完成。所有的數(shù)據(jù)的讀、寫都是從最低位開始。讀/寫時(shí)序DS18B20的數(shù)據(jù)讀寫是通過時(shí)序處理位來確認(rèn)信息交換的。：圖: DS18B20數(shù)字溫度計(jì)與AT89S52單片機(jī)的連接 LED顯示電路LED數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管，通過對其不同的管腳輸入相對的電流，會使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字?？梢燥@示：時(shí)間、日期、溫度等可以用數(shù)字代替的參數(shù)。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽極數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽極數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，通過由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)的P0口輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會顯示出字形，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的COM端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在本設(shè)計(jì)中采用了四位八段數(shù)碼管，用動態(tài)驅(qū)動來顯示溫度的值，： LED顯示電路圖 除去復(fù)位按鍵及繼電器外，系統(tǒng)的鍵盤共有三個(gè)按鍵，判斷K3～K5鍵是否按下，可采用軟件查詢和中斷的方法，當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，低電平有效。3個(gè)鍵K3～K5的功能定義如表所示： K3～K5鍵的定義按鍵鍵名功能K3功能轉(zhuǎn)換鍵地信號此鍵按下，顯示溫度設(shè)定值，按鍵松開，顯示當(dāng)前溫度開漏單總線接口引腳。K4加1鍵設(shè)定溫度值加1K5減1鍵設(shè)定溫度值減1 在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設(shè)有緊急狀態(tài)報(bào)警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)設(shè)定值進(jìn)行比較。如果高于設(shè)置值1度則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制?！?”時(shí)，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V電壓而鳴叫，出報(bào)警聲音；，此時(shí)紅色指示燈滅，直到低于設(shè)定的最高溫度時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲，發(fā)光二極管亮。低于設(shè)置數(shù)1度時(shí)，具體操作類似。 控制P10的高低電平來控制繼電器的斷開和閉合，當(dāng)P10口為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，控制繼電器開始加熱，當(dāng)P10為高電平時(shí)，三極管截止，繼電器斷開，停止加熱，綠燈亮。光電耦合器以光為媒介來傳輸電信號的器件，受光器接受光線之后就產(chǎn)生光電流，從輸出端流出，從而實(shí)現(xiàn)了“電—光—電”轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)采用TOSHIBA公司生產(chǎn)的TLP6271。它包含一個(gè)砷化鎵紅外發(fā)光二極管，該二極管光耦合到一個(gè)達(dá)林頓光電晶體管。晶體管集成了基極集電極內(nèi)阻，使TLP627系列的轉(zhuǎn)換速度和高溫特性得到優(yōu)化。加熱器由繼電器控制，連接220V電源，用于對水溫的控制，即對進(jìn)行水溫加熱或不加熱。 報(bào)警與控制電路與單片機(jī)的連接第四章 軟件設(shè)計(jì)部分根據(jù)系統(tǒng)的總體功能和鍵盤設(shè)置選