【文章內容簡介】 傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式?？梢苑謩e在93．75 ms和750 ms內完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或寫入DS18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。同時其“一線總線”獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構建引入了全新的概念。DS18B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為55℃～125℃，在10～+85℃范圍內，精度為177。0．5℃。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。DS18B20可以直接通過DQ端口向單片機輸入溫度信號（如圖9）。 圖9 DS18B20溫度采集系統(tǒng)DSl8B20 數(shù)字溫度計提供9 位(二進制)溫度讀數(shù),指示器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入DSl8B20 或從DSl8B20 送出,因此從主機CPU 到DSl8B20 僅需一條線(和地線)。 DSl8B20 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因為每一個DSl8B20 在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個DSl8B20 可以存放在同一條單線總線上。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。DSl8B20 的測量范圍從55 到+125， 可在l s(典型值)內把溫度變換成數(shù)字。DS18B20 用9 位存貯溫值度最高位S為符號。負溫度S=1,正溫度S=0 。 第四章 軟件處理部分 酒精測量處理部分 將傳感器輸出經(jīng)調整后的模擬電壓輸入轉換器進行A/D轉換，采用ADC0804其操作時序圖如下 轉換時序 讀走數(shù)字信號時序圖10 ADC0804控制信號時序圖 MQK2酒精傳感器輸出電壓與酒精濃度近似為線性關系，由圖1可得酒精濃度與輸出電壓函數(shù)近似為 V=*C+3，C表示酒精濃度,單位為mg/L。本設計中加入了一個調整電路來使其輸出的電壓能夠滿足單片機的輸入要求，其輸入與輸出關系為VOUT=。因此輸入模擬電壓與呼出氣體中的酒精濃度的函數(shù)關系為V=*C+。當開始檢測時，采樣傳感器的輸出信號,并準備A/ D 轉換。每隔50 ms 采集一個電壓值,共采集10 個,取其中最大的3 個結果,并計算其平均數(shù)。由于傳感器信號處理電路中酒精濃度值和輸出電壓值之間有線性關系,確定電壓值和酒精濃度的對應關系,最后輸出酒精濃度值。整個過程流程圖如圖11所示。濃度檢測子程序采樣，A/D轉換等待50ms得到10個結果N取最大的3個數(shù)求均值Y送數(shù)碼管顯視示與預設值比較報警大于返回延時2 S小于 圖11 酒精濃度檢測子程序流程圖大量的統(tǒng)計研究結果表明，如果被測者深吸氣后以中等力度呼氣達三秒鐘上，這時呼出的氣就是從肺部深處出來的氣體。呼氣中的酒精含量與血液中的酒精含量有如下關系：BAC(in mg／L)=BrAC(in mg／L)x 2200其中，BAC代表血液酒精濃度，BrAC表示呼氣酒精濃度，in mg／L表示以每升中多少毫克為單位。也就是說，以毫克／升為單位的血液酒精濃度在數(shù)值上相當于以毫克／升為單位的呼氣酒精濃度乘上系數(shù)2200(由于各國的情況不同，在美國此系數(shù)采用2000，而歐洲很多國家采用2100)。由于BrAC受到環(huán)境溫度、濕度以及被測試者個體差異等多方面影響，其測試結果不如直接檢測BAC準確，但是該結果仍可作為判斷飲酒程度的重要參考。我國對酒后駕駛的判定界限為10～30 g/100 L (血液中的酒精濃度)。 溫度處理部分 本系統(tǒng)軟件部分主要包括：DS18B20 的初始化子程序、向DS18B20 中寫數(shù)據(jù)子程序，從DS18B20 中讀數(shù)據(jù)子程序、溫度轉換子程序和通信子程序。軟件系統(tǒng)流程圖如圖12所示。開始是否檢測1820初始化是否得到溫度溫度轉換數(shù)碼管顯示 圖12 DS18B20溫度轉換軟件流程圖DSl820 工作過程及時序DSl820 工作過程中的協(xié)議如下:初始化RoM 操作命令存儲器操作命令處理數(shù)據(jù)。1 初始化單總線上的所有處理均從初始化開始。2 ROM 操作品令總線主機檢測到DSl820 的存在，便可以發(fā)出ROM 操作命令之一，這些命令如指令 代碼Read ROM(讀ROM) [33H]Match ROM(匹配ROM) [55H]Skip ROM(跳過ROM] [CCH]Search ROM(搜索ROM) [F0H]Alarm search(告警搜索) [ECH]3 存儲器操作命令指令 代碼Write Scratchpad(寫暫存存儲器) [4EH]Read Scratchpad(讀暫存存儲器) [BEH]Copy Scratchpad(復制暫存存儲器) [48H]Convert Temperature(溫度變換) [44H]Recall EPROM(重新調出) [B8H]Read Power supply(讀電源) [B4H]4 時 序主機使用時間隙(time slots)來讀寫DSl820 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位(1)初始化時序見圖10。主機總線to 時刻發(fā)送一復位脈沖(最短為480us的低電平信號)， 接著在tl 時刻釋放總線并進入接收狀態(tài)，DSl820在檢測到總線的上升沿之后，等待1560us，接著DS1820 在t2 時刻發(fā)出存在脈沖(低電平持續(xù)60240 us) 如圖13中虛線所示。 圖13 初始化時序以下子程序在MCS51 仿真機上通過其晶振為12M.。初始化子程序：RESET：PUSH B 。 保存B 寄存器PUSH A 保存A 寄存器MOV A,4 。 設置循環(huán)次數(shù)CLR 。 發(fā)出復位脈沖MOV B,250 。 計數(shù)250 次DJNZ B,$ 。 保持低電平500usSETB 。 釋放總線MOV B,6 。 設置時間常數(shù)CLR C 。 清存在信號標志W(wǎng)AITL: JB ,WH 。若總線釋放跳出循環(huán)DJNZ B,WAITL 。 總線低等待DJNZ ACC,WAITL。 釋放總線等待一段時間SJMP SHORTWH: MOV B,111WH1: ORL C,DJNZ B,WH1 。 存在時間等待SHORT: POP APOP B(2)寫時間隙當主機總線to時刻從高拉至低電平時就產生寫時間隙見圖1圖154 ，從to 時刻開始15us 之內應將所需寫的位送到總線上，DSl820 在t0 后1560us 間對總線采樣。若低電平寫入的位是0，見圖14；若高電平寫入的位是1，見圖15。連續(xù)寫2位間的間隙應大于1us。 圖14 寫0時序 圖15 寫1時序寫位子程序(待寫位的內容在C 中)WRBIT:PUSH B 。 保存BMOV B,28 。 設置時間常數(shù)CLR 。 寫開始NOP 。1usNOP 。1usNOP 。1usNOP 。1usN0P 。1us,C 。 C 內容到總線WDLT: DJNZ B,WDLT。等待56UsPOP BSETB 。 釋放總線RET 。返回寫字節(jié)子程序(待寫內容在A 中):WRBYTB:PUSH B : 保存BMOV B 8H 。 設置寫位個數(shù)WLOP: RRC A 。 把寫的位放到CACALL WRBIT 。 調寫 1 位子程序DJNZ B WLOP 。 8 位全寫完?POP BRET(3)讀時間隙見圖16主機總線to 時刻從高拉至低電平時,總線只須保持低電平l7ts ,之后在t1 時刻將總線拉高產生讀時間隙讀時間隙在t1 時刻后t2 時刻前有效,tz 距to為15捍s,也就是說,tz 時刻前主機必須完成讀位,并在to后的60 尸s 一120 fzs 內釋放總線。讀位子程序(讀得的位到C 中)；