【文章內(nèi)容簡介】 線上與該編碼相對應的 DS18B20 使之作出響應，為下一步對該 DS18B20 的讀寫作準備 搜索 ROM 0F0H 用于確定掛接在同一總線上 DS18B20 的個數(shù)和識別 64 位ROM 地址，為操作各器件作好準備 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS18B20 發(fā)溫度變換命令，適用于單片工作。 告警搜索 命 令 0ECH 執(zhí)行后，只有溫度超過設定值上限或者下限的片子才做出響應 溫度變換 44H 啟動 DS18B20 進行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間最長為 500MS，結(jié)果存入內(nèi)部 9字節(jié) RAM 中 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的第 3， 4 字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟讀命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù) 復制暫存器 48H 將 E2PRAM 中第 3， 4 字節(jié)內(nèi)容復制到 E2PRAM 中 重調(diào) E2PRAM 0BBH 將 E2PRAM 中內(nèi)容恢復到 RAM 中的第 3， 4字節(jié) 讀 供 電 方 式 0B4H 讀 DS18B20 的供電模式，寄生供電時 DS18B20 發(fā) 送“ 0”，外接電源供電 DS18B20 發(fā)送“ 1” 數(shù)器 1的預置值減到 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。圖 8中的斜率累加器用 于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是DS18B20 的測溫原理。 另外，由于 DS18B20 單線通信功 能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重 要。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化 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(shù)據(jù)。 溫室 溫度控制系統(tǒng) 10 圖 9 測溫原理內(nèi)部裝置 DS18B20 的測溫流程 圖 10 DS18B20測溫流程 4 單片機接口 設計 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 11 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。 本設計 采用電源供電方式， 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 管和 89S51 的 來完成對總線的上拉。當 DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 變換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10 μs 。采用寄生電源供電方式是 VDD和 GND 端均接地。由于單 線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三 狀態(tài) 的。主機控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個步驟：初始化、 ROM 操作指令、存儲器操作指令。 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 減法計數(shù)器 斜坡累加器 減到 0 減法計數(shù)器 預 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 置 溫度寄存器 減到 0 單片機接口設 計 11 圖 11 DS18B20與單片機的接口電路 5 系統(tǒng)整體 設計 主板電路 設計 (如附錄 2) 單片機的 接 DS18B20 的 2 號引腳， P0 口送數(shù) P2 口掃描， 、 控制加熱器和電風扇的繼電器。 各部分 電路 (1) 顯示電路 顯示電路 采用了 7段共陰數(shù)碼 管掃描電路，節(jié)約了單片機的輸出端口，便于程序的編寫。 圖 12 顯示電路圖 單 片 機 18B20 VCC GND 溫室 溫度控制系統(tǒng) 12 (2) 單片機電路 圖 13單片機電路引腳圖 (3) AT89SISP 下載口電路 圖 14 下載口電路引腳圖 此電路 連 接單片機。 (4) DS18B20 溫度傳感器 電路 圖 15 溫度傳感器電路引腳圖 系統(tǒng)整體設計 13 (5) 繼電器電路 圖中 引腳控制加熱器繼電器 ， 引腳控制電風扇繼電器。給 . 低電平，三極管導通，電磁鐵觸頭放下來開始工作；同樣給 低電平，三極管導通，電磁鐵觸頭放下來開始工作。 圖 16 繼電器電路 圖 (6) 晶振控制電路 圖 17 晶振控制 電路圖 (7) 復位電路 圖 18復位電路 圖 溫室 溫度控制系統(tǒng) 14 系統(tǒng)軟件 設計 系統(tǒng) 軟件設計的整體思想 一個應用系統(tǒng)要完成各項功能，首先必須有較完善的硬件作保證。同時還必須得到相應設計合理的軟件的支持，尤其是微機應用高速發(fā)展的今天，許多由硬件完成的工作，都可通過軟件編程而代替。甚至有些必須采用很復雜的硬件電路才能完成的工作，用軟件編程有時會變得很簡單，如數(shù)字濾波，信號處理等。因此充分利用其內(nèi)部豐富的硬件資源和軟件資源，采用與 S51 系列單片機相對應的 51 匯編語言和結(jié)構(gòu)化程序設計方法進行軟件編程。 程序設計語言有三種：機器語言、匯編語言和高級語言。機器語言是機器唯一能“懂”的語言，用匯編語言或高級語言編寫的程序（稱為源程序）最終都必須翻譯成機器語言的程序（成為目標程序），計算機才能“看懂”，然后逐一執(zhí)行。 高級語言是面向問題和計算過程的語言，它可通過于各種不同的計算機，用戶編程時不必仔細了解所用的計算機的具體性能與指令系統(tǒng)，而且語句的功能強，常常一個語句已相當于很多條計算機指令，于是用高級語言編制程序的速度比較快，也便于學習和交流，但是本系統(tǒng)卻選用了匯編語言 。原因在于，本系統(tǒng)是編制程序工作量不大、規(guī)模較小的單片機微控制系統(tǒng)，使用匯編語言可以不用像高級語言那樣占用較多的存儲空間，適合于存儲容量較小的系統(tǒng)。同時，本系統(tǒng)對位處理要求很高，需要解決大量的邏輯控制問題。 MCS— 51 指令系統(tǒng)的指令長度較短，它在存儲空間和執(zhí)行時間方面具有較高的效率，編成的程序占用內(nèi)存單元少，執(zhí)行也非常的快捷，與本系統(tǒng)的應用要求很適合。而且 MCS— 51 指令系統(tǒng)有豐富的位操作（或稱位處理）指令，可以形成一個相當完整的位操作指令子集，這是 MCS— 51 指令系統(tǒng)主要的優(yōu)點之一。對于要求反應靈敏與控 制及時的工控、檢測等實時控制系統(tǒng)以及要求體積小、系統(tǒng)小的許多“電腦化”產(chǎn)品，可以充分體現(xiàn)出匯編語言簡明、整齊、執(zhí)行時間短和易于使用的特點。 本裝置的軟件包括主程序、讀出溫度子程序、 復位應答 子程序、 寫入 子程序、以及有關(guān) DS18B20 的程序（初始化子程序、寫程序和讀程序）等。 主程序的功能是：啟動 DS18B20 測量溫度，將測量值與給定值進行比較，若測得溫度小于設定值，則進入加熱階段，置 為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行監(jiān)測，直到溫度在設定范圍內(nèi)，置 為高電平斷開可控硅，關(guān)閉加熱器，等待下一次的啟動命令 。當測得溫度大于設定值，則進入降溫階段，則置 為低電平，這期間繼續(xù)對溫度進行監(jiān)測，直到溫度在設定范圍內(nèi)，置