【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ）READ和WRITE是存儲(chǔ)單元的讀/寫指令。輸入指令后（指令的位三用于選擇存儲(chǔ)器的上半?yún)^(qū)和下半?yún)^(qū)），接著輸入低八位地址，最后就可以連續(xù)讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。其中，讀指針和寫指針的工作方式完全不同，讀指針的全部8位用來(lái)計(jì)數(shù)，0FFH溢出后變成00H；寫指針只用最低兩位計(jì)數(shù)，XXXXXX11B溢出后變成XXXXXX00B，所以連續(xù)寫的實(shí)際結(jié)果是在4個(gè)單元中反復(fù)寫入。另外，由于E2PROM的寫入時(shí)間長(zhǎng)，所以在連續(xù)兩條寫指令之間應(yīng)讀取WIP狀態(tài)，只有內(nèi)部寫周期結(jié)束時(shí)才可輸入下一條寫指令。芯片內(nèi)部共有6條指令，如下表所列。表27 X5045內(nèi)部指令命令名稱命令格式內(nèi) 容WREN0000 0110打開寫使能開關(guān)WRDI0000 0100關(guān)閉寫使能開關(guān)RDSR0000 0101讀狀態(tài)寄存器WRSR0000 0001寫狀態(tài)寄存器READ0000 A8011讀存儲(chǔ)單元WRITE0000 A8010寫存儲(chǔ)單元對(duì)X5045的操作是通過(guò)4根口線、SCK、SI和SO進(jìn)行同步串行通信來(lái)完成的。X5045與AT89S52單片機(jī)的連接電路圖見圖214。SCK是外部輸入的同步時(shí)鐘信號(hào)，在對(duì)芯片進(jìn)行寫入指令或數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)鐘前沿將SI引腳信號(hào)輸入；在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，時(shí)鐘后沿將數(shù)據(jù)位輸出到SO引腳上。數(shù)據(jù)的輸入、輸出都是高位在先。圖26 X5045與AT89S52單片機(jī)連接電路圖綜上所述，并基于圖26電路產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的條件，只要滿足以下任意一個(gè)條件，就將使系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)位，迫使程序從起點(diǎn)執(zhí)行。（1）該芯片在其上電后自產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，這樣就實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的上電自動(dòng)復(fù)位；（2）當(dāng)電源VCC低于規(guī)定值時(shí)，（如VCC=5V，～），將產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。這樣就實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源的掉電復(fù)位；（3）當(dāng)程序在編程選擇的時(shí)間里沒(méi)有訪問(wèn)X5045時(shí)，即沒(méi)有一個(gè)喂狗語(yǔ)句，則看門狗（WDT）將起作用，RST將產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，迫使單片機(jī)復(fù)位。 溫度信號(hào)采集模塊 DS18B20芯片簡(jiǎn)介DS18B20是美國(guó)達(dá)拉斯(DALLAS)半導(dǎo)體公司推出的應(yīng)用單總線技術(shù)的數(shù)字溫度傳感器。該器件將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等做在一個(gè)很小的集成電路芯片上。本設(shè)計(jì)中溫度傳感器之所以選擇單線數(shù)字器件DS18B20，是在經(jīng)過(guò)多方面比較和考慮后決定的，主要有以下幾方面的原因：（1）系統(tǒng)的特性：測(cè)溫范圍為55℃～+125℃ ，℃；溫度轉(zhuǎn)換精度9～12位可變，能夠直接將溫度轉(zhuǎn)換值以16位二進(jìn)制數(shù)碼的方式串行輸出；12位精度轉(zhuǎn)換的最大時(shí)間為750ms；可以通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，具有超低功耗工作方式。（2）系統(tǒng)成本：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，新型大規(guī)模集成電路功能越來(lái)越強(qiáng)大，體積越來(lái)越小，而價(jià)格也越來(lái)越低。一支DS18B20的體積與普通三極管相差無(wú)幾，價(jià)格只有十元人民幣左右。（3）系統(tǒng)復(fù)雜度：由于DS18B20是單總線器件，微處理器與其接口時(shí)僅需占用1個(gè)I/O端口且一條總線上可以掛接幾十個(gè)DS18B20，測(cè)溫時(shí)無(wú)需任何外部元件，因此，與模擬傳感器相比，可以大大減少接線的數(shù)量，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少工程的施工量。使測(cè)溫系統(tǒng)的線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和硬件開銷大為簡(jiǎn)化。（4）系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)：由于引線的減少，使得系統(tǒng)接口大為簡(jiǎn)化，給系統(tǒng)的調(diào)試帶來(lái)方便。同時(shí)因?yàn)镈S18B20是全數(shù)字元器件，故障率很低，抗干擾性強(qiáng)，因此，減少了系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。DS18B20采用3腳封裝如圖27所DS18B20 VDDDQGND 圖27 DS18B20引腳圖引腳說(shuō)明： 接地 數(shù)字輸入/輸出 可選的電源 DS18B20的溫度測(cè)量DS18B20的核心功能是其數(shù)字溫度傳感器，其溫度與數(shù)字量的關(guān)系如表28所示。溫度傳感器的測(cè)量結(jié)果被用戶定義為9, 10，11或12位，、0. 0625。DS18B20測(cè)得溫度數(shù)據(jù)在溫度寄存器中被存為帶標(biāo)志位的16位數(shù)，標(biāo)志位S表示溫度是正是負(fù)，為正則S=0，為負(fù)則S=1, 如果DS18B20設(shè)定為12位結(jié)果，溫度寄存器中所有位將包含有數(shù)據(jù)；對(duì)于11位結(jié)果，0位未定義；10位結(jié)果，0位和1位未定義；9位結(jié)果位位1和位0未定義。表29是DS18B20內(nèi)部存儲(chǔ)器，表210是DS18B20溫度存儲(chǔ)格式與配置寄存器控制字的格式。由表28可知，檢測(cè)溫度由兩個(gè)字節(jié)組成，字節(jié)1的高5位S代表符號(hào)位，字節(jié)0的低4位是小數(shù)部分，中間7位是整數(shù)部分。字節(jié)4是配置寄存器控制字的格式，當(dāng)主機(jī)發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令（44H）時(shí)，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換過(guò)程，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)750 ms。主機(jī)通過(guò)讀寄存器命令（BEH），將溫度值讀出。通過(guò)寫寄存器功能命令，改變分辨率的設(shè)置。表28 溫度和數(shù)字量的關(guān)系溫 度 數(shù)字輸出（二進(jìn)制） 數(shù)字輸出（十六進(jìn)制）+1250C0000 0111 1101 0000B07D0H+850C0000 0101 0101 0000B0550H+0000 0001 1001 0001B0191H+0000 0000 1010 0010B00A2H+0000 0000 0000 1000B0008H00C0000 0000 0000 0000B0000H1111 1111 1111 1000BFFF8H1111 1111 0101 1110BFF5EH1111 1110 0110 1111BFE6FH550C1111 1100 1001 0000BFC90H表29 DS18B20內(nèi)部存儲(chǔ)器字 節(jié)ROMRAM0產(chǎn)品代號(hào)（28H）溫度低8位148位器件序列號(hào)溫度高8位248位器件序列號(hào)TH348位器件序列號(hào)TL448位器件序列號(hào)配置寄存器548位器件序列號(hào)保留648位器件序列號(hào)保留7CRC保留8CRCE2PROMTHTL配置寄存器表210 溫度存儲(chǔ)格式與配置寄存器控制字格式Bite7Bite6Bite5Bite4Bite3Bite2Bite1Bite0字節(jié)02322212021222324字節(jié)1SSSSS262524字節(jié)40R1R011111 溫度報(bào)警信號(hào) DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與TH，TL作比較。若TTH或TTL，則將該器件內(nèi)的報(bào)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，多只DS18B20同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索，一旦某測(cè)溫點(diǎn)越限，主機(jī)利用報(bào)警搜索命令，即可識(shí)別正在報(bào)警的器件，并讀出其序列號(hào)。 溫度傳感器的登記每一個(gè)DS18B20在接入系統(tǒng)工作前，必須先進(jìn)行登記注冊(cè)。在每臺(tái)分機(jī)上都有一個(gè)登記注冊(cè)端口，DS18B20在接入系統(tǒng)前，先接到登記注冊(cè)端口，確認(rèn)后，CPU將DS18B20的物理位址(8個(gè)BYTE)讀出, 然后存入到E2PROM中剛才設(shè)定的邏輯地址上，DS18B20在E2PROM中邏輯地址定義見表211。表211 存儲(chǔ)器中邏輯地址定義A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A000P1P2P3L1L2L3D1D2D3D4XXXX表中各位表示的意義如下：A15A14 存儲(chǔ)操作標(biāo)志(為固定值00)A13A12A11 口地址A10A9A8 線地址A7A6A5A4 點(diǎn)地址A3A2A1A0 存儲(chǔ)區(qū)域 DS18B20的通信協(xié)議數(shù)字式溫度傳感器和模擬傳感器最大的區(qū)別，是將溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)串行通信的方式輸出。因此掌握DS18B20的通信協(xié)議是使用該器件的關(guān)鍵。所有的DS18B20器件要求采用嚴(yán)格的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖時(shí)隙；寫“0”寫“1”時(shí)隙；讀“0”讀“1” 時(shí)隙。與DS18B20的通信，是通過(guò)操作時(shí)隙完成單總線上的數(shù)據(jù)傳輸。發(fā)送所有的命令和數(shù)據(jù)時(shí)，都是字節(jié)的低位在前，高位在后。（1）復(fù)位和應(yīng)答脈沖時(shí)隙每個(gè)通信周期起始于微控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖，其后跟DS18B20發(fā)出的應(yīng)答脈沖。在寫時(shí)隙期間，主機(jī)向DS18B20器件寫入數(shù)據(jù)，而在讀時(shí)隙期間，主機(jī)讀入來(lái)自18B20的數(shù)據(jù)。在每一個(gè)時(shí)隙，總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。（2）寫時(shí)隙當(dāng)主機(jī)將單總線DQ從邏輯高（空閑狀態(tài)）拉為邏輯低時(shí)，即啟動(dòng)一個(gè)寫時(shí)隙。所有的寫時(shí)隙必須在60~120us完成，且在每個(gè)循環(huán)之間至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間。寫0和寫1時(shí)隙如圖24所示。在寫0時(shí)隙期間，微控制器在整個(gè)時(shí)隙中將總線拉低，而寫1時(shí)隙期間，微控制器將總線拉低，然后在時(shí)隙起始后15us之后釋放總線。圖28 寫“0”和寫“1”時(shí)隙寫“0”時(shí)隙 1 us〈Trec〈∞ 〉1 us 寫“1”時(shí)隙60~120 us VP–––––––––––––––––––––––––––––GND –––– ––––––––––––DS18B20采樣 DS18B20采樣 15 us 45 us 15 us 45 us ( 3 ) 讀時(shí)隙DS18B20器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)隙時(shí)才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)隙，以便DS18B20能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時(shí)隙至少需要60us，且在兩次獨(dú)立的讀時(shí)隙之間，至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間。每個(gè)讀時(shí)隙都有主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us。讀時(shí)隙如圖25所示，在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)隙之后，DS18B20器件才開始在總線上發(fā)送“0”或“1”，若DS18B20發(fā)送“1”，則保持總線為高電平。若發(fā)送“0”，則拉低總線當(dāng)發(fā)送“0”時(shí)，DS18B20在該時(shí)隙結(jié)束后，釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至空閑高電平狀態(tài)。DS18B20發(fā)出的數(shù)據(jù)，在起始時(shí)限之后保持有效時(shí)間15us。因而主機(jī)在讀時(shí)隙期間，必須釋放總線，并且在時(shí)隙起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。讀“0”時(shí)隙 1 us〈Trec〈∞ 讀“1”時(shí)隙圖29 讀‘0’和‘1’時(shí)隙 VP ––––––––– –––––––– ––––––––––– 主機(jī)采樣 〉1 us 主機(jī)采樣〉1 us 15 us 45 us 15 us DS18B20與單片機(jī)的接口電路DS18B20只有三根外引線：?jiǎn)尉€數(shù)據(jù)傳輸總線端口DQ ，外供電源線VDD ，共用地線GND。DS18B20有兩種供電方式：一種為數(shù)據(jù)線供電方式，此時(shí)VDD接地，它是通過(guò)內(nèi)部電容在空閑時(shí)從數(shù)據(jù)線獲取能量，來(lái)完成溫度轉(zhuǎn)換，相應(yīng)的完成溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長(zhǎng)。這種情況下，用單片機(jī)的一個(gè)I/O口來(lái)完成對(duì)DS18B20總線的上拉。另一種是外部供電方式(VDD接+5V)，相應(yīng)的完成溫度測(cè)量的時(shí)間較短。在本設(shè)計(jì)中采用外部供電方式實(shí)現(xiàn)DS18B20傳感器與單片機(jī)的連接，其接口電路如圖210所示。圖210 溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)的連接 濕度的信號(hào)采集模塊濕度的檢測(cè)方法，一般采用濕敏元件檢測(cè)，分為濕敏電阻和濕敏電容兩種情況?；诒敬卧O(shè)計(jì)，我就采用了HIH3610相對(duì)濕度傳感器它是一種熱固聚脂電容式傳感器。采集到的濕度信號(hào)再配以進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯螅?jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換送至單片機(jī)。實(shí)現(xiàn)濕度的顯示與控制。電路連接圖如圖211所示。其濕度傳感器我就一個(gè)濕敏電阻代替一下。圖211 濕度檢測(cè)模塊與單片機(jī)的連接圖 HIH3610相對(duì)濕度傳感器Honeywell相對(duì)濕度傳感器是熱固聚脂電容式具有信號(hào)處理功能的傳感器，線形放大輸出、工廠標(biāo)定，獨(dú)特的多曾結(jié)構(gòu)能非常好地抵環(huán)境的侵蝕，諸如濕氣、塵埃、贓物、油、及一些化學(xué)品。 傳感器結(jié)構(gòu)包括一和熱固聚合物保護(hù)層的平板電容，可抵抗臟污、灰塵、油物及其他侵入。其實(shí)物圖如圖212所示圖212 HIH3610濕度傳感器實(shí)物圖特點(diǎn)：● 低成本，大批量OEM設(shè)計(jì)● ″″兩種引腳間距可選● 精度2％，激光修正互換性止５％● 低功耗設(shè)計(jì)：200謬安驅(qū)動(dòng)電流● 快速反應(yīng):15秒● 穩(wěn)定性好、低漂移、抗化學(xué)腐蝕性能 HIH3610濕度傳感器是為大批量OEM設(shè)計(jì)、具有儀表級(jí)測(cè)量性能、低成本SIP封裝。線形放大的電壓輸出可使器件直接與控制器或其他器件一致性好，減少和消除OEM生產(chǎn)標(biāo)定費(fèi)用，并且廠家可提供單個(gè)傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)。HIH3610濕度傳感器的輸出電壓與相對(duì)濕度值有一定的比例關(guān)系，