【文章內(nèi)容簡介】 定值上限或下限的片子才做出響應(yīng)。表7： RAM指令表指 令約定代碼功 能溫度變換44H啟動DS1820進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換時(shí)最長為750ms()。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4字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟該命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。復(fù)制暫存器48H將RAM中第3 、4字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中。重調(diào)EEPROM0B8H將EEPROM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的第3 、4字節(jié)。讀供電方式0B4H讀DS1820的供電模式。寄生供電時(shí)DS1820發(fā)送“ 0 ”，外接電源供電 DS1820發(fā)送“1”⑶⑷、DS18B20工作原理DS18B20的讀寫時(shí)序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)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(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。圖3中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。 DS18B20溫度檢測。DS18B20采用寄生電源供電方式，如下圖所示。單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET管來完成對總線的上拉。當(dāng)DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)化操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最長為500ms。采用寄生電源供電方式時(shí)，VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。電路圖如圖282所示的溫度檢測電路:3 軟件設(shè)計(jì) 概述整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種實(shí)質(zhì)性的功能如測量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。 主程序方案 主程序調(diào)用了數(shù)碼管顯示程序、溫度測試程序、單片機(jī)與單片機(jī)串行通訊、按鍵等程序。 1 DS18B20的相處理子程序 DS18B20的使用必須遵循初始化到 ROM操作命令到存儲器操作命令的規(guī)定協(xié)議。每完成一次測溫，要重新進(jìn)行初始化。單片機(jī)先發(fā)一個(gè)復(fù)位脈沖，保持低電平時(shí)間最少 480μs，最多不能超過960μs。然后，單片機(jī)釋放總線，等待 DS18B20的應(yīng)答。DS18B20在接收到復(fù)位脈沖后等待15～60μs發(fā)出應(yīng)答脈沖，應(yīng)答脈沖持續(xù)60～240μs。 寫控制字子程序 當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉到邏輯低電平的時(shí)候，寫時(shí)間開始。寫一位數(shù)據(jù)最少需要60μs，兩個(gè)數(shù)據(jù)位之間最少有 1μs的間隔。I/O總線拉低后，DS18B20在15μs后開始采樣，如果線上是高電平，就寫1，如果線上是低電平，就寫0，寫時(shí)間需要15～75μs，且在 2次獨(dú)立的寫時(shí)間之間至少需要 1μs的恢復(fù)時(shí)間。 讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM的9字節(jié)。在讀出時(shí)需進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。讀出溫度子程序流程圖如下。圖333讀出溫度子程序流程圖當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時(shí)，讀時(shí)間開始。讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM中的 9字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行 CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。讀時(shí)間需15～60 μs，且在 2次獨(dú)立的讀時(shí)間之間至少需要 1 μs的恢復(fù)時(shí)間。DSl8B20在讀時(shí)間開始 15μs后開始采樣總線電平。 溫度轉(zhuǎn)化命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令。當(dāng)采用12位分辨率時(shí)，轉(zhuǎn)化時(shí)間約為750ms。在本程序設(shè)計(jì)中，采用1s顯示程序。溫度轉(zhuǎn)化子程序流程圖如下所示。圖334 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖 上位機(jī)工作過程圖 341 上位機(jī)工作流程圖 DS18B20工作過程圖 342 DS18B20工作流程圖本次通訊中，測控系統(tǒng)分位上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信，系統(tǒng)中單片機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、處理和控制，上位機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場可視化檢測，通信協(xié)議采用半雙工異步串行通信方式，通過RS232的RTS信號進(jìn)行收發(fā)轉(zhuǎn)換，傳輸數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制數(shù)據(jù)，上位機(jī)與下位機(jī)之間采用主從式通訊。 下位機(jī)接收過程圖 343下位機(jī)工作流程圖下位機(jī)采用的是單片機(jī)基于數(shù)字溫度傳感器DS18B20的系統(tǒng)。DS18B20利用單總線的特點(diǎn)可以方便的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度的測量，輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的抗干擾性好、設(shè)計(jì)靈活、方便，而且適合于在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場溫度測量。本系統(tǒng)可以應(yīng)用在大型工業(yè)及民用常溫多點(diǎn)監(jiān)測場合。上位機(jī)和從機(jī)之間屬于多機(jī)通信。多機(jī)通信是利用單片機(jī)的串行口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與另外多個(gè)單片機(jī)的異步串行通信。在這種方式下，有一臺主機(jī)和多臺從機(jī)，主機(jī)可以向各個(gè)從機(jī)或指定的從機(jī)發(fā)送信息，各個(gè)從機(jī)發(fā)送的信息只能被主機(jī)接收，從機(jī)之間不能進(jìn)行通信。圖35單片機(jī)之間的多級通信 多機(jī)通信軟件原理單片機(jī)的多機(jī)串行通信必須使用串行口的模式2或3。在多級通信中，為了保證主機(jī)能夠正確識別所選擇的從機(jī)并進(jìn)信通信，主從機(jī)需要正確的設(shè)置和判斷多機(jī)通信控制位SM2和發(fā)送接收的第九位數(shù)據(jù)，即TBRB8。從機(jī)主要依靠SM2的設(shè)置實(shí)現(xiàn)對主機(jī)的響應(yīng)。當(dāng)從機(jī)的SM2=1時(shí)該從機(jī)只接收地址幀，RB8=1，對數(shù)據(jù)幀RB8=0不進(jìn)行處理；當(dāng)從機(jī)的SM2=0時(shí)，該從機(jī)接收主機(jī)發(fā)送的所有信息。主機(jī)在發(fā)送信息時(shí)，依靠TB8標(biāo)志位來區(qū)分發(fā)送的是地址還是數(shù)據(jù)，TB8=1時(shí)，發(fā)送的是地址信號；當(dāng)TB8=0時(shí)發(fā)送的是數(shù)據(jù)信號。 主機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)送程序主機(jī)和從機(jī)均采用串行接口工作模式3，波特率設(shè)置為4800bit/s，數(shù)據(jù)接收進(jìn)入中斷程序。 圖352主機(jī)通信程序流程圖 從機(jī)數(shù)據(jù)接收程序從機(jī)采用中斷程序，當(dāng)進(jìn)入中斷