【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出非告警的器件。 （ 5） 64 位激光 ROM 每一 DS18B20 包括一個(gè)唯一的 64 位長(zhǎng)的 ROM 編碼。開(kāi)始的 8 位是單線產(chǎn)品系列編碼（ DS18B20編碼是 10h）。接著的 48位是唯一的系列號(hào)。最后的 8位是開(kāi)始 56位 CRC （見(jiàn)圖 28）。 64 位 ROM 和 ROM 操作控制部分允許 DS18B20 作為一個(gè)單線器件工作并且 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 12 頁(yè) 共 52 頁(yè) 遵循“單線總線系統(tǒng)”一節(jié)中所詳述的單線協(xié)議。直到 ROM 操作協(xié)議被滿(mǎn)足， DS18B20控制部分的功能是不可 訪問(wèn)的。此協(xié)議在 ROM 操作協(xié)議流程圖（圖 29）中敘述。單線總線主機(jī)必須首先操作五種 ROM 操作命令之一： ① Read ROM(讀 ROM)； ② Match ROM(匹配 ROM)； ③ Search ROM(搜索 ROM)； ④ Skip ROM(跳過(guò) ROM)或 ⑤ Alarm Search（告警搜索）。在成功地執(zhí)行了 ROM 操作序列之后， DS18B20 特定的功能便可訪問(wèn)， 然后總線上主機(jī)可以提供六個(gè)存貯器和控制功能命令之一。 表 21 溫度 /數(shù)據(jù)關(guān)系 溫 度 數(shù)字輸出 /(二進(jìn)制 ) 安息字輸出（十六進(jìn)制） +125℃ 00000000 11111010 00FAh +25℃ 00000000 00110010 0032h +1/2℃ 00000000 00000001 0001h +0℃ 00000000 00000000 0000h 1/2℃ 11111111 11111111 FFFFh 25℃ 11111111 11001110 FFCEh 55℃ 11111111 10010010 FF92h 8 位 CRC 編號(hào) 48 位序列號(hào) 8 位產(chǎn)品系列編碼 MSB LSB MSB LSE MSB LSB (最高有效位 )（最低有效位） 圖 28 64 位激光 ROM 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 13 頁(yè) 共 52 頁(yè) 圖 29 ROM 操作流程圖 （ 6） CRC 產(chǎn)生 DS18B20 有一存貯在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)內(nèi)的 8 位 CRC。總線上的主機(jī)可以根據(jù) 64 位 ROM 的前 56 位計(jì)算機(jī) CRC 的值并且把它與存貯在 DS18B20 內(nèi)部的值進(jìn)上位機(jī) Tx復(fù)位脈沖 DS18B20 Tx存在脈沖 上位機(jī) Tx ROM 操作命令 33h 55h F0h ECh CCh DS18B20 Tx FAMILY COOE DS18B20 Tx 系列碼 上位機(jī) Tx BIT 0 繼續(xù) 警告 DS18B20 Tx BIT 0 DS18B20 Tx 非 BIT 0 上位機(jī) Tx BIT 0 BIT0 上位機(jī)？ DS18B20 Tx CRC 碼 BIT0 上位機(jī)？ 上位機(jī) Tx BIT 1 DS18B20 Tx BIT 1 DS18B20 Tx 非 BIT 1 上位機(jī) Tx BIT 1 BIT1 上位機(jī)？ BIT1 上位機(jī)？ 上位機(jī) Tx BIT 63 BIT63 上位機(jī)？ BIT63 上位機(jī)？ DS18B20 與上位機(jī) Tx BIT 63 上位機(jī) Tx MEMORY OR CONTROL 功能命令 N N N N N Y Y Y Y Y Y N N N N N N N Y Y Y Y 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 14 頁(yè) 共 52 頁(yè) 行比較來(lái)決定 ROM 的數(shù)據(jù)是否已被主機(jī)正確地接收。 CRC 的等效多項(xiàng)式函數(shù)為（公式22）： （ 22） DS18B20 也利用與上述相同的多項(xiàng)式函數(shù)產(chǎn)生一個(gè) 8 位的 CRC 值并把此值提供給總線的主機(jī)以確認(rèn)數(shù)據(jù)字節(jié)的傳送。在使用 CRC 來(lái)確認(rèn)數(shù)據(jù)傳送的每一種情況中，總線主機(jī)必須使用上面給出的多項(xiàng)式函數(shù)來(lái)計(jì)算 CRC 的值并把計(jì)算所得的值或者與存貯在 DS18B20 的 64 位 ROM 部分中的 8 位 CRC 值（ ROM 讀數(shù)）或者與 DS18B20 中計(jì)算得到的 8 位 CRC 值（在讀暫存存貯器中時(shí)，它作為第九個(gè)字節(jié)被讀出）進(jìn)行比較。CRC 值的比較和是否繼續(xù)操作都是由總線主機(jī)來(lái)決定的。當(dāng)存貯在 DS18B20 內(nèi)或由DS18B20 計(jì)算得到的 CRC 值與總線主機(jī)產(chǎn)生的值不符合時(shí)，在 DS18B20 內(nèi)沒(méi)有電路來(lái)阻止命令序列的繼續(xù)執(zhí)行。 總線 CRC 可以使用如圖 210 所示，由一個(gè)移位寄存器和“異或”（ XOR）門(mén)組成的多項(xiàng)式產(chǎn)生器來(lái)產(chǎn)生。其它有關(guān) Dallas 公司單線循環(huán)冗余校驗(yàn)的信息可參見(jiàn)標(biāo)題為“理解和使用 Dallas 半導(dǎo)體公司接觸式存貯器產(chǎn)品”的應(yīng)用注釋。 移位寄存器的所有位被初始化為零。然后從產(chǎn)品系列編碼的最低有效位開(kāi)始，每次移入一位，當(dāng)產(chǎn)品系列編碼的 8 位移入以后，接著移入序列號(hào)。在序列號(hào)的第 48 位進(jìn)入后，移位寄存器便包含了 CRC 值。移入 CRC 的 8 位應(yīng)該使移位寄存器返回至全零。 圖 210 單線 CRC 編碼 （ 7）存貯器 DS18B20 的存貯器如圖 211 所示那樣被組織。存貯器由一個(gè)高速暫存（便箋式）RAM 和一個(gè)非易失性電可擦除 EERAM 組成，后者存貯高溫度和低溫度以及觸發(fā)器TH 和 TL。暫存存貯器有助于在單線通信時(shí)確保數(shù)據(jù)的完整性。數(shù)據(jù)首先 寫(xiě)入暫存存貯器中，在那里它可以被讀回。當(dāng)數(shù)據(jù)被校驗(yàn)之后，復(fù)制暫存存貯器的命令并把數(shù)據(jù)傳送到非易失性 EERAM。這一過(guò)程確保了更改存貯器時(shí)數(shù)據(jù)的完整性。 暫存存貯器是按 8 位字節(jié)存儲(chǔ)器來(lái)組織的。頭兩個(gè)字節(jié)包含測(cè)得溫度的信息，第三和第四個(gè)字節(jié)是 TH 和 TL 的易失性拷貝，在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。接著的兩個(gè)字節(jié)沒(méi)有使用，但是在讀回時(shí)它們呈現(xiàn)為邏輯全 1。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 15 頁(yè) 共 52 頁(yè) SCRATCHPAD BYTE E2RAM TEMPERATURE LSB 0 1 2 3 4 5 6 7 8 TEMPERATURE MSB TH/USERBYTE1 TH/USERBYTE1 TL/USERBVTE2 TL/USERBVTE2 RESERVED RESERVED COUNT REMAIN COUNT PER℃ CRC 圖 211 DS18B20 存貯器映象圖 的硬件連接 DS18B20 與單片機(jī)的接口極其簡(jiǎn)單，只需將 DS18B20 的信號(hào)線與單片機(jī)的一位雙向端口相連即可。如圖 212（ a） 所示。此時(shí)應(yīng)注意將 VDD、 DQ、 GND 三線焊接牢固。另外也可用兩個(gè)端口，即接收口與發(fā)送口分開(kāi)，這樣讀寫(xiě)操作就分開(kāi)了，不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)競(jìng)爭(zhēng)的問(wèn)題。如圖 212（ b）所示。此圖是采用寄生電源方式，將 DS18B20 的 VDD 和 GND 接在一起。如果 VDD 脫開(kāi)未接好，傳感器將只送 +℃ 的溫度值。一般測(cè)溫電纜線采用屏蔽 4芯雙絞線，其中一對(duì)接地線與信號(hào)線，另一對(duì)接 VDD 和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。 圖 212 DS18B20 與單片機(jī)的接口 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 16 頁(yè) 共 52 頁(yè) 3 硬件設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的溫度監(jiān)控主要有以下幾部分：溫度檢測(cè)數(shù)據(jù) 采集部分， LCD 液晶顯示部分、報(bào)警及控制輸出部分、單片機(jī)及按鍵電路設(shè)計(jì)等幾個(gè)部分，下面分別加以介紹，硬件模塊如圖 31 所示。 圖 31 硬件模塊圖 溫度檢測(cè)部分 溫度傳感器有很多種，如熱敏電阻、 熱電偶 、 PN 結(jié)、 半導(dǎo)體溫度傳感器等。這里選用單總線數(shù)字輸出的集成半導(dǎo)體溫度傳感器 DS18B20，其特點(diǎn)是： 獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時(shí) 只 需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 ； 測(cè)溫范圍 － 55℃ ～ ＋ 125℃ ，固有測(cè)溫分辨率 ℃ ； 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫 ； 工作電源 :3～ 5V/DC。 溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)采集電路如圖 32 所示，由溫度傳感器 DS18B20 采集被控對(duì)象的實(shí)時(shí)溫度，提供給 AT89S52 的 I/O 口作為數(shù)據(jù)輸入。在本次設(shè)計(jì)中我們所控的對(duì)象為環(huán)境監(jiān)測(cè)的溫度。 AT 89S52 溫 度 采 集 模 塊（ DS18B20 溫度計(jì)） 鍵盤(pán)調(diào)整模塊 電源模塊 加熱處 理模塊 報(bào)警電路模塊 （蜂鳴器） 溫度顯示模塊 （采集到的實(shí)時(shí)溫度） 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 17 頁(yè) 共 52 頁(yè) 圖 32 溫度傳感器電路 LCD 液晶顯示部分 用來(lái)顯示的模塊，一般有七段數(shù)碼管和字符型液晶兩種。其中 LED的發(fā)光部分由發(fā)光二極管拼裝組成，其特點(diǎn)是亮度高、耗電少、工作電壓低、功耗小、驅(qū)動(dòng) 簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、易與集成電路匹配、耐沖擊、性能穩(wěn)定。顯示屏面積可以根據(jù)需要由單元模塊任意拼裝，強(qiáng)大的視覺(jué)沖擊力將信息、文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等多種方式顯示出來(lái) , 成為信息傳播的劃時(shí)代產(chǎn)品 ,在鐵路民航、體育場(chǎng)館、會(huì)議廳等場(chǎng)所。其次，就是 字幅型液晶顯示模塊。它是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母，數(shù)字，符號(hào)等的點(diǎn)陣式 液晶顯示模塊。在顯示器件上的電極圖型設(shè)計(jì)，它是由若干個(gè) 5*7 或 5*11 等點(diǎn)陣符位組成。每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符 ， 點(diǎn)陣字符位之間有一空點(diǎn)距的間隔起到了字符間距和行距的作用。 由于液晶顯示可以顯示字母和各種符號(hào) ，所以我選擇了 LCD1602 液晶顯示器。 的管腳介紹 LCD1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中 : 第 1 腳： VSS 為地電源； 第 2 腳： VDD 接 5V正電源； 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影 ” ，外接 1 個(gè) 10K 的電位器可調(diào)整對(duì)比度； 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器； 第 5 腳： RW 為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng) RS和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者 顯示地址。 RW 為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS 為高電平 RW為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)； 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由低電平跳變成高電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令； 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線； 第 15 腳：背光源正極； 第 16 腳：背光源接地。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 18 頁(yè) 共 52 頁(yè) 的基本操作 (1)LCD1602 基本操作時(shí)序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L， RW=H， E=H；輸出： D0－ D7 狀態(tài)字 寫(xiě)指令：輸入： RS=L， RW=L， D0－ D7=指令碼， E=高脈沖；輸出：無(wú) 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=H， E=H；輸 出： D0－ D7 數(shù)據(jù) 寫(xiě)數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=L， D0－ D7 數(shù)據(jù)， E=高脈沖；輸出：無(wú) 讀操作的時(shí)序如圖 33 所示 ： 圖 33 讀操作的時(shí)序 寫(xiě)操作的時(shí)序圖 34所示： 圖 34 寫(xiě)操作的時(shí)序 時(shí)序時(shí)間參數(shù)如表 31所示： 表 31 時(shí)序時(shí)間參數(shù) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 第 19 頁(yè) 共 52 頁(yè) 1602 LCD的控制器內(nèi)置有 80個(gè) byte的顯存，而 1602 LCD只有 兩行 16個(gè)字符的顯示區(qū)域，所以顯存中有些地址是無(wú)法對(duì)應(yīng)上 LCD屏的，下圖 35為顯存地址對(duì)應(yīng)圖 LCD的地址。 圖 35 顯存地址