【文章內容簡介】 為高優(yōu)先級中斷。 PT0=0，定時器 /計數器 0中斷定義為低優(yōu)先級中斷。 PX0— 外部中斷 0 中斷優(yōu)先級控制位 PX0=1，外部中斷 0 定義為高優(yōu)先級中斷。 PX0=0，外部中斷 0 定義為低優(yōu)先級中斷。 3）定時器 /計數器工作方式寄存器 TMOD 定時器 /計數器工作方式寄存器在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為89H，不能位尋址， TMOD 用來確定定時器的工作方式及功能選擇。單片機復位時 TMOD 全部被清 0。其各位的定義 如表 ： 表 定時器 /計數器工作方式寄存器 TMOD 位序號 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符號 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 定時器 1 定時器 0 由表 可知， TMOD 的高 4 位用于設置定時器 1，低 4 位用來設置 18 定時器 0。對應 4 位的含義如下： GATE— 門控制位 GATE=0，定時器 /計數器啟動與停止僅受 TCON 寄存器中 TRX（ X=0,1）來控制。 GATE=1，定時器 /計數器啟動與停止由 TCON 寄存器中 TRX（ X=0,1）和外部中斷引腳（ INT0 和 INT1）上的電平狀態(tài)來共同控制。 C/T— 定時器模式和計數器模式選擇位 C/T=1，為計數器模式； C/T=0，為定時器模式。 M1M0— 工作方式選擇位 每個定時器 /計數器都有 4 種工作方式，它們由 M1M0 設定，對應關系表 ： 表 定時器 /計數器的 4 種工作方式 M1 M0 工作方式 0 0 方式 0，為 13 位定時器 /計數器 0 1 方式 1，為 16 位定時器 /計數器 1 0 方式 2， 8 位初值自動重裝的 8位定時器 /計數器 1 1 方式 3，僅適用于 T0，分成兩個 8 位計數器， T1 停止計數 4) 定時器 /計數器控制寄存器 TCON 定時器 /計數器控制寄存器在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 88H，位地址（由低位到高位）分別是 88H8FH，該寄存器可進行位尋址。TCON 寄存器用來控制定時器的啟、停，標志定時器溢出和中斷情況。單片機復位時 TCON 全部被清 0。其各位定義如表 TFTR TF0 和 TR0 位用于定時器 /計數器； IE IT IE0 和 IT0 用于外部中斷。 表 定時器 /計數器控制寄存器 TCON 位序號 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 19 位符號 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TF1— 定時器 1 溢出標志位 當定時器 1 計滿溢出時，由硬件使 TF1 置 1，并且申請中斷。進入中斷服務程序后，由硬件自動清 0。需要注意的是，如果使用定時器的中斷，那么該位完全不用人為去操作但是如果使用軟件查詢方式的話，當查詢到該位置 1 后，就需要用軟件清 0。 TR1— 定時器 1 運行控制位 由軟件清 0關閉定時 器 1。 當 GATE=1，且 INT1 為高電平時， TR1 置 1 啟動定時器 1； 當 GATE=0， TR1 置 1啟動定時器 1； TF0— 定時器 0 溢出標志 其功能及操作方法同 TF1。 TR0— 定時器 0 運行控制位 其功能及操作方法同 TR1。 IE1— 外部中斷 1 請求標志 當 IT1=0 時，位電平觸發(fā)方式，每個機器周期的 S5P2 采樣 INT1 引腳，若 INT1腳位低電平，則置 1，否則 IE1 清 0. 當 IT1=1 時， INT1 位跳變沿觸發(fā)方式，當第一個機械周期采樣到 INT1 位低電平時，則 IE1=1，表示外部中斷 1正在向 CPU 申請中斷。當 CPU響應中斷，轉向中斷服務程序時，該位由硬件清 0。 IT1— 外部中斷 1 觸發(fā)方式位 IT1=0，為電平觸發(fā)方式，引腳 INT1 上低電平有效。 IT1=1，為跳變沿觸發(fā)方式，應繳 INT1 上的電平從高到低的負跳變有效。 IE0— 外部中斷 0 請求標志 其功能及操作方法同 IE1。 IT0— 外部中斷 0 觸發(fā)方式選擇位。 其功能及操作方法同 IT1。 20 DS18B20 溫度傳感器介紹 溫度傳感器的種類眾多，在應用與高精度、高可靠性的場合時DALLAS（達拉斯）公司生產的 DS18B20 溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超 低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強， 與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數字值讀數方式。 使得DS18B20 更受歡迎。對于我們普通的電子愛好者來說， DS18B20 的優(yōu)勢更是我們學習單片機技術和開發(fā)溫度相關的小產品的不二選擇。了解其工作原理和應用可以拓寬您對單片機開發(fā)的思路。 DS18B20 的主要特征： ●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； ●多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網功能； ●無須 外部器件； ●可通過數據線供電，電壓范圍為 ~； ●零待機功耗； ●溫度以９或１２位數字； ●用戶可定義報警設置； ●報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； ●負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； 21 DS18B20 引腳結構圖及其功能描述 TO－ 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見下圖，其引腳功能描述見表 。 圖 DS18B20 實物圖及封裝 表 DS18B20 詳細引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數據輸入 /輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。 DS18B20 內部結構 I/O C 64 位 ROM 和 單 線 接 口 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 22 圖 DS18B20 內部結構 DS18B20 采用３腳 PR－ 35 封裝或８腳 SOIC 封裝，其內部結構框圖如圖 所示 64 位 ROM 的結構 開始８位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有 48 位，最后８位是前面 56 位的 CRC 檢驗碼，這也是多個 DS18B20 可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警上下限。 DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存ＲＡＭ和一個非易失性的可電擦除的 EERAM。高速暫存 RAM 的結構為８字節(jié)的存儲器，結構如表 所示。 表 表高速暫存 RAM 寄存器內存 字節(jié)地址 溫度值低位（ LSB） 0 溫度值高位（ MSB） 1 高溫限制（ TH） 2 低溫限 制（ TL） 3 配置寄存器 4 保留 5 保留 6 保留 7 CRC 校驗位 8 高速暫存器 RAM 由 9 個字節(jié)的存儲器組成。第 01 個字節(jié)是溫度的顯示位；第 2 和第 3 個字節(jié)是復的 TH 和 TL，同時第 2 和第 3 個字節(jié)的數字可以更新；第 4 個字節(jié)是配置寄存器，同時第 4 個字節(jié)的數 23 字可以更新；第 7 三個字節(jié)是保留的?？呻姴脸?E2POROM 又包括溫度觸發(fā)器 TH 和 TL，以及一個配置寄存器。 表 RAM的第 0和第 1個字節(jié)中的存儲格式。 表 溫度數據存儲格式 位 7 位 6 位 5 位 4 位 3 位 2 位 1 位 0 23 22 21 20 21 22 23 24 位 15 位 14 位 13 位 12 位 11 位 10 位 9 位 8 S S S S S 26 25 24 表 DS18B20 溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數 據轉換時間越長。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。第９字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗數據，從而保證通信數據的正確性。 當 DS18B20 接收到 溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以 16 位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第１、２字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以 ℃／ LSB 形式表示。 當符號位Ｓ＝０時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位Ｓ＝１時，表示測得的溫度值為負值， 24 要先將補碼變成原碼，再計算十進制數值。表 2 是一部分溫度值對應的二進制溫度數據。 表 DS18B20 溫度轉換時間表 R0R1000101119101112分辨率/位 溫度最大轉向時間/ms93 .7518 37 575 0.... DS18B20 完成溫度轉換后，就把測得的 溫度值與 RAM 中的 TH、 TＬ字節(jié)內容作比較。若Ｔ＞ TH 或 T＜ TL，則將該器件內的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。因此，可用多只DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（ CRC）。主機 ROM 的前 56 位來計算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機收到的 ROM 數據是否正確。 DS18B20 的測溫原理是這這樣的 ,器件中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器１；高溫度系數晶振隨溫 度變化其振蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器２的脈沖輸入。器件中還有一個計數門，當計數門打開時， DS18B20 就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖進行計數進而完成溫度測量。計數門的開啟時間由高溫度系數振蕩器來決定，每次測量前，首先將－ 55℃所對應的一個基數分別置入減法計數器１、溫度寄存器中，計數器１和溫度寄存器被預置在－ 55℃所對應的一個基數值。 25 減法計數器１對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當減法計數器１的預置值減到０時，溫度寄存器的值將加１，減法計數器１的預置將重新被裝入，減法計數器１重 新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數，如此循環(huán)直到減法計數器計數到０時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數值就是所測溫度值。其輸出用于修正減法計數器的預置值，只要計數器門仍未關閉就重復上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數據。 DS18B20 接口電路和工 作時序 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 所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時鐘周期內提供足夠的電流，可用一個 MOSFET 管來完成對總線的上拉。 26 D S1 8 B