【文章內(nèi)容簡介】 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)器計數(shù)到０時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。溫度/℃二進制表示十六進制表示+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+0000 0001 1001 00000191H+0000 0000 1010 000100A2H+0000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H1111 1111 1111 0000FFF8H1111 1111 0101 1110FF5EH1111 1110 0110 1111FE6FH551111 1100 1001 0000FC90H表35　一部分溫度對應(yīng)值表（2） DS18B20溫度傳感器與單片機的接口電路DS18B20可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時DS18B20的1腳接地，2腳作為信號線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，如圖4 所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。當(dāng)DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10us。采用寄生電源供電方式時VDD端接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。由于DS18B20是在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。（3） DS18B20的控制方法DS18B20有六條控制命令，指令約定代碼操作說明 。CCH：跳過掃描溫度傳感芯片序列號44H： 啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換 BEH ：讀度溫度值a、DS18B20的復(fù)位時序 圖37 DS18B20復(fù)位時序圖①先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”；②延時（該時間要求的不是很嚴格，但是盡可能的短一點）；③數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”；④延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）；⑤數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”；⑥延時等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時控制）；⑦若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒；⑧將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。b、DS18B20的讀時序?qū)τ贒S18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后，在15秒之內(nèi)就得釋放單總線，以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20在完成一個讀時序過程，至少需要60us才能完成。圖38 DS18B20讀時序過程①將數(shù)據(jù)線拉高“1”；②延時2微秒；③將數(shù)據(jù)線拉低“0”；④延時15微秒；⑤將數(shù)據(jù)線拉高“1”；⑥延時15微秒；⑦讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理；⑧延時30微秒。c、DS18B20的寫時序?qū)τ贒S18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同，當(dāng)要寫0時序時，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當(dāng)要寫1時序時，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。圖39 DS18B20寫時序過程①數(shù)據(jù)線先置低電平“0”；②延時確定的時間為15微秒；③按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）；④延時時間為45微秒；⑤將數(shù)據(jù)線拉到高電平；⑥重復(fù)上①到⑥的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止；⑦ 最后將數(shù)據(jù)線拉高。（4）DS18B20注意事項DS18B20雖然有測溫簡單的特點，單在實際應(yīng)用中應(yīng)注意一下幾點：a、較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進行補償，由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對DS18B20進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言進行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對DS18B20 操作部分最好采用C語言實現(xiàn)。b、在DS18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS18B20數(shù)量問題，容易使人誤認為可以掛任意多個DS18B20，在實際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS18B20 超過8個時鐘，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。c、連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的測溫數(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，正常通訊距離可達150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離進一步加長。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DS18B20進行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。d、在DS18B20 測溫程序設(shè)計中，向DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20 的返回信號，一旦某個DS18B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20 時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行DS18B20 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 LED數(shù)碼管 （1）LED數(shù)碼管主要技術(shù)參數(shù)圖310 數(shù)碼管數(shù)碼管使用條件：a、段及小數(shù)點上加限流電阻；b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 45mA； 峰值電流 100mA。上面這個只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的，4位數(shù)（2）LED數(shù)碼管的引腳說明這類數(shù)碼管可以分為共陽極與共陰極兩種，共陽極就是把所有LED的陽極連接到共同接點，而每個LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點）；共陰極則是把所有LED的陰極連接到共同接點，而每個LED的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)點），如圖31312所示。圖中的8個LED分別與上面那個圖中的A~DP各段相對應(yīng)，通過控制各個LED的亮滅來顯示數(shù)字。圖311 共陽數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖312 共陰數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于單個數(shù)碼管來說，從它的正面看進去，左下角那個腳為1腳，以逆時針方向依次為1`10腳，左上角那個腳便是10腳了，上面兩個圖中的數(shù)字分別與這10個管腳一一對應(yīng)。注意，3腳和8腳是連通的，這兩個都是公共腳。還有一種比較常用的是四位數(shù)碼管，內(nèi)部的4個數(shù)碼管共用a~dp這8根數(shù)據(jù)線，為人們的使用提供了方便，因為里面有4個數(shù)碼管，所以它有4個公共端，加上a~dp，共有12個引腳，下面便是一個共陰的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（共陽的與之相反）。引腳排列依然是從左下角的那個腳（1腳）開始，以逆時針方向依次為1~12腳，圖313中的數(shù)字與之一一對應(yīng)。圖313 4位共陽數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)（3）數(shù)碼管編碼說明 4位數(shù)碼管編碼說明，如表36所示：eddpcgbfa00010100028H111101011EBH20011001032H310100010A2H411100001E1H510100100A4H60010010024H711101010EAH80010000020H910100000A0HH0110000161HL001100013DH11110111F7HC001111003CH表36 控制命令表（4）碼管引腳圖數(shù)碼管使用注意事項a、數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；b、焊接溫度：２６０度；焊接時間：５Ｓ；c、表面有保護膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。 硬件設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)電路圖314 單片機最小系統(tǒng)（1）單片機9腳接復(fù)位電路，可按復(fù)位按鈕S1給單片機復(fù)位