【文章內(nèi)容簡介】 刻ROM，溫度報警觸發(fā)器,溫度傳感器以及高速緩存器。 64位光刻ROM。64位光刻ROM是出廠前已被刻好的，它可以看做是該DS18B0的地址序列號，不同的器件不一樣，64位的地址序列號的構(gòu)成如表21所示。開始8位是產(chǎn)品序列號代表產(chǎn)品的序列，接著48位產(chǎn)品序號代表同一系列產(chǎn)品的不同產(chǎn)品，最后8位是前56位的CRC校驗碼，所以不同的器件的地址序列號各不一樣這也是多個DS18B20可以采用一線進行通信的原因（8位CRC編碼的計算公式為CRC=X+X+X+1）。在64 b ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（CRC）。主機根據(jù)ROM的前56位來計算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比較，以判斷主機收到的ROM數(shù)據(jù)是否正確。表21 64位ROM地址序列號結(jié)構(gòu)48位產(chǎn)品序列號8位產(chǎn)品序號8位CRC編碼檢驗圖2－3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)2) 非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器(包括上限溫度觸發(fā)器TH和下限溫度觸發(fā)器TL)?？赏ㄟ^軟件程序?qū)懭朐O(shè)定用戶所要求的報警上下限溫度值。3) 高速暫存器?？梢栽O(shè)置DS18B20溫度轉(zhuǎn)換的精度。DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶要去改動，R1和R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率,。DS18B20溫度傳感器的內(nèi)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E2PRAM。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲器， 表2－2 DS18B20高速暫存器結(jié)構(gòu)序號寄存器名稱作用0溫度低字節(jié)以16位補碼形式存放1溫度高字節(jié)62TH/用戶字節(jié)1存放溫度上限值3HL/用戶字節(jié)2 存放溫度下限值5保留字節(jié)26計數(shù)器余值7計數(shù)器8CRC值此外，DS18B20內(nèi)部還包括寄生電源、電源檢測、存儲控制邏輯、8位循環(huán)冗余碼生成器（CRC）等部分。DS18B20有兩種供電方式。如圖24所示：圖（a）是由外電源供電，圖(b)是I/O口總線和寄生電容配合供電。DS18B20寄生電源由兩個二極管和寄生電容構(gòu)成。電源檢測電路用于判定供電方式。寄生電源供電時，電源端與接地端并聯(lián)接地，器件從總線上獲取電源。在I/O線呈低電平時，改由寄生電容上的電壓繼續(xù)向器件供電。采用寄生電源有兩個優(yōu)點：一是檢測遠(yuǎn)程溫度是無需本地電源；二是缺少正常電源時也能讀ROM。若采用外部電源，則通過二極管向器件供電。MCU(單片機)MCU(單片機) UDDDS18B20DS18B20 I/O I/O GND UDD GND圖(a)使用外部電源供電 圖 （b）使用寄生電源供電圖24 DS18B20與微處理器的硬件連接方式由表23可見，分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。因此，在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。高速暫存RAM的第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(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)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2字節(jié)。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，℃／LSB形式表示。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(zhuǎn)換為十進制；當(dāng)符號位S＝1時，表示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。 表24是一部分溫度值對應(yīng)的二進制溫度數(shù)據(jù)。表2－3 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時間表R1R0分辨率/位溫度最大轉(zhuǎn)向時間/ms009011010113751112750表2－4　一部分溫度對應(yīng)值表溫度/℃數(shù)字輸出（二進制）數(shù)字輸出（十六進制）+1250000 0000 1111 101000FAH+250000 0000 0011 00100032H+0000 0000 0000 00010001H00000 0000 0000 00000000H1111 1111 1111 1111FFFFH251111 1111 1100 1110FFCEH551111 1111 1001 0010FF92H DS18B20的測溫原理每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的64地址位序列號，在出廠前已寫入片內(nèi)ROM 中。主機在進入操作程序前必須用讀ROM(33H)命令將該DSl8B20的序列號讀出。程序可以先跳過ROM，啟動所有DSl8B20進行溫度變換，之后通過匹配ROM，再逐一地讀回每個DSl8B20的溫度數(shù)據(jù)。DS18B20的測溫原理如圖25所示。低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將55 ℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(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2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。，提高測量準(zhǔn)確制度。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值。停止置位/清零減法計數(shù)器1斜坡累加器減到0減法計數(shù)器2預(yù) 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計數(shù)比較器預(yù) 置溫度寄存器減到0加1 圖25 DS18B20的測溫原理圖 DS18B20的測溫流程初始化DS18B20跳過ROM匹配溫度變換延時1S跳過ROM匹配讀暫存器轉(zhuǎn)換成顯示碼數(shù)碼管顯示圖2－8 DS18B20測溫流程 LED數(shù)字顯示及其驅(qū)動電路該模塊主要是將單片機輸出的結(jié)果進行顯示。為了能實時動態(tài)顯示單片機的輸出結(jié)果，該模塊使用8位數(shù)碼管進行接收顯示和1片74HC245對數(shù)碼管進行控制。其主要還是利用單片機進行對該模塊的整體控制。該模塊整體結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：圖29 顯示模塊示意圖 LED顯示器簡介通過發(fā)光二極管芯片的適當(dāng)連接（包括串聯(lián)和并聯(lián)）和適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)結(jié)構(gòu)?？蓸?gòu)成發(fā)光顯示器的發(fā)光段或發(fā)光點。由這些發(fā)光段或發(fā)光點可以組成數(shù)碼管、符號管、米字管、矩陣管、電平顯示器管等等。通常把數(shù)碼管、符號管、米字管共稱筆畫顯示器，而把筆畫顯示器和矩陣管統(tǒng)稱為字符顯示器。 LED顯示器結(jié)構(gòu)基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片按圖12排列而成的?？蓪崿F(xiàn)0～9的顯示。其具體結(jié)構(gòu)有“反射罩式”、“條形七段式”及“單片集成式多位數(shù)字式”等 （1）反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個LED貼在與反射罩的七個反射腔互相對位的印刷電路板上，每個反射腔底部的中心位置就是LED芯片。在裝反射罩前，用壓焊方法在芯片和印刷電路上相應(yīng)金