【文章內(nèi)容簡介】 00 0101 0110 0111 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0000 CGRA(1) 0  P  p タ ミ α P 0001 (2) ! 1 A Q a q ? ア チ ム ? q 0010 (3) ” 2 B R b r ┏ イ ツ メ β θ 0011 (4) 3 C S c s ┓ ウ テ モ ε ∞ 0100 (5) $ 4 D T d t \ エ ト ヤ μ Ω 0101 (6) % 5 E U e u ? オ ナ ユ σ 252。 0110 (7) amp。 6 F V f v ヲ カ ニ ヨ ρ ∑ 0111 (8) ’ 7 G W g w フ キ ヌ ラ g π 1000 (1) ( 8 H X h x イ ク ネ リ √ X 1001 (2) ) 9 I Y i y ウ ケ ノ ル 168。 y 1010 (3) * : J Z j z エ コ ハ レ j 千 1011 (4) + 。 K [ k { オ サ ヒ ロ  萬 1100 (5) , L  l | ヤ シ フ ワ φ ∩ 1101 (6) = M ] m } ユ ス ヘ ン ￡ 247。 1110 (7) . N ^ n → ヨ セ ホ n 1111 (8) / ? O o ← ツ ソ マ 176。 ? █ 1602 LCD 顯示電路圖 在此次設(shè)計中1602LCD作為顯示端顯示由P2口輸入DS18B20采集的數(shù)據(jù)1602硬件接口如圖27所示。 RS=0、RW=0時為寫指令 RS=0、RW=1時為讀指令 RS=系統(tǒng)硬件的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計論文 10 圖27 1602字符液晶顯示電路接口圖 DS18b20 溫度傳感器 DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器具有3引腳TO92小體積封裝形式溫度測量范圍為55℃125℃,可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度℃、℃、℃℃被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出支持3V使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便,其工作電源既可在遠端引入聯(lián)到3根或2根線上CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信占用處理器的端口較少可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。 DS18b20結(jié)構(gòu)及引腳功能說明 DS18B20的引腳 圖28 溫度傳感器DS18B20引腳圖 溫度傳感器DS18B20引腳功能表 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當被用在寄生電源下也可以向器件提供電源。 3 VDD 外接供電電源輸入端。當工作于寄生電源時此引腳必須接地。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成64位光刻ROM、溫度傳感器、 RS=0、RW=0時為寫指?畢業(yè)設(shè)計論文 高精度溫度計 11 度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。具體結(jié)構(gòu)如圖29所示。 圖29 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 1 64位激光ROM。64位激光ROM從高位到低位依次為8位CRC、48位序列號和8位家族代碼(28H)組成。 2 溫度靈敏元件。用于采集溫度并轉(zhuǎn)換成電信號。 3 非易失性溫度報警觸發(fā)器TH和TL?？赏ㄟ^軟件寫入用戶報警上下限值。 4 高速暫存存儲器 高速暫存存儲器由9個字節(jié)組成其分配圖210所示。當溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在高速暫存存儲器的第0和第1個字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)讀取時低位在前高位在后數(shù)據(jù)格式如圖211所示。對應(yīng)的溫度計算當符號位S=0時直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制當S=1時先將補碼變?yōu)樵a再計算十進制值。 8位CRC 保留 保留 保留 配置 TL TH 溫度高位 溫度低位 MSB LSB 圖210 DS18B20存儲器映像圖 圖211 DS18B20溫度存儲器數(shù)據(jù)格式 5 配置寄存器。配置寄存器為高速暫存存儲器中的第五個字節(jié)。DS18B20在工作時按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)精度的數(shù)值64位光刻ROM、溫度?系統(tǒng)硬件的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計論文 12 所示。其中TM測試模式標志位出廠時被寫入0不能改變R0、R1溫度計分辨率設(shè)置位出廠時R0、R1置為缺省值R0=1R1=1即12位分辨率用戶可根據(jù)需要改寫配置寄存器以獲得合適的分辨率。 TM R1 R0 1 1 1 1 1 圖212 DS18B20配置寄存器結(jié)構(gòu)圖 配置寄存器與分辨率關(guān)系表 R0 R1 溫度計分辨率/bit 最大轉(zhuǎn)換時間/ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 DS18b20 初始化和讀/寫時序 由于DS18B20采用的是1Wire總線協(xié)議方式即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸而對AT89C51單片機來說硬件上并不支持單總線協(xié)議因此我們必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。從而對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。DS18B20有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號的時序初始化時序、讀時序、寫時序。所有時序都是將主機作為主設(shè)備單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)在進行寫命令后主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 DS18B20的初始化時序 圖213 DS18B20的初始化時序圖 DS18B20的讀/寫時序 控制器在寫時序?qū)憯?shù)據(jù)到DS18B20,序傳送一位數(shù)據(jù)。 ?0 1畢業(yè)設(shè)計論文 高精度溫度計 13 1讀流程時序 對于DS18B20的讀時序分為讀0時序和讀1時序兩個過程。 對于DS18B20的讀時隙是從主機把單總線拉低之后在15秒之內(nèi)就得釋放單總線以讓DS18B20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20在完成一個讀時序過程至少需要60us才能完成。 2寫流程時序 對于DS18B20的寫時序仍然分為寫0時序和寫1時序兩個過程。 對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同當要寫0時序時單總線要被拉低至少60us保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平當要寫1時序時單總線被拉低之后在15us之內(nèi)就得釋放單總線。 圖214 DS18B20的/讀寫時序 DS18B20常用指令 DS18B20的操作分為ROM操作指令和RAM操作指令兩類。 ROM操作指令 指令 約定代碼 功能 讀ROM 33H 讀DS18B20 ROM中的編碼(即64位地址) 符合ROM 55H 發(fā)出此命令之后,接著發(fā)出64位ROM編碼,訪問總線上與該編碼相對應(yīng)的DS18B20使之作出響應(yīng),為下一步對該DS18B20的讀寫做準備 =C:\WINDOWS系統(tǒng)硬件的設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計論文 14 搜索ROM 0F0H 用于確定掛在同一總線上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(shè)定值上限或下限的片子才作出響應(yīng) RAM操作指令 指令 約定代碼 功能 溫度變換 44H 啟動DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換時間最長500ms(典型為200ms),結(jié)果存入內(nèi)部9字節(jié)RAM中 讀存儲器 0BEH 讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容 寫存儲器 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)制存儲器 48H 將RAM中4字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到EEPROM中 重調(diào)EEPROM 0B8H 將EEPROM中的內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的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” DS18B20 溫度采集電路圖 在本設(shè)計中由DS18B20組建溫度采集系統(tǒng)。其中1腳GND2腳為數(shù)據(jù)輸入端3腳VCC形成上拉電阻。詳細的采集電路如圖215所示。 圖215 DS18B20溫度采集電路 ?需啟動讀時序完成?畢業(yè)設(shè)計論文 高精度溫度計 15 第三章 系統(tǒng)程序的設(shè)計 主程序 在主程序流程圖中初始化液晶模塊然后延時一段時間進入While循環(huán)讀取溫度將溫度顯示在LCD液晶屏上。主程序的流程圖如下 圖 31主程序流程圖 DS18B20模版程序 首先DS18B20初始化復(fù)位DS18B20然后單片機等待DS18B20的應(yīng)答脈沖。一旦單片機檢測到應(yīng)答脈沖便發(fā)起跳過ROM匹配操作命令。成功執(zhí)行了ROM操作命令后就