【文章內(nèi)容簡介】 DS18B20 中的每個器件上都有獨一無二的序列號。 ? 實際應用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。 ? 測量溫度范圍在－ 55。 C到＋ 125。 C之間。 ? 數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從 9位到 12 位選擇。 ? 內(nèi)部有溫度上、下限告警設置。 DS18B20 的數(shù)據(jù)輸入 /輸出端連接于 Atmega16L 的 PA7 引腳 ，電路原理如圖 6所示。 AGND31X113X212R E S E T9P D 2 ( I N T 0 )16P D 3 ( I N T 1 )17P D 4 ( O C 1 B )18P D 5 ( O C 1 A )19P B 0 ( T 0 )1P B 1 ( T 1 )2P B 2 ( A I N 0 )3P B 3 ( A I N 1 )4P B 4 ( S S )5P B 5 ( M O S I )6P B 6 ( M I S O )7P B 7 ( S C K )8( A D C 0) P A 040( A D C 1) P A 139( A D C 2) P A 238( A D C 3) P A 337( A D C 4) P A 436( A D C 5) P A 535( A D C 6) P A 634( A D C 7) P A 733P C 022P C 123P C 224P C 325P C 426P C 527( T O S C 1 ) P C 628( T O S C 2 ) P C 729P D 7 ( T O S C 2 )21P D 6 ( I C P )20A V C C30A R E F32P D 1 ( T X D )15P D 0 ( R X D )14GND11VCC10A T M E G A 1 6 L123D S 1 8 B 20R4 .7 KV C CV C CC10 .1 u FC20 .1 u FC30 .1 u FL10uFR0V C CA V C C 圖 6 溫度檢測部分電路原理圖 單片機顯示 設計中的顯示模 塊采用 LCD1602。 LCD1602 通用型液晶模塊可以顯示 2行 16 個字符，有 8位數(shù)據(jù)總線 D0D7，和 RS、 R/W、 E 三個控制端口，工作電壓為 5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光?，F(xiàn) 在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應用設計中最常用的信息顯示器件 。 LCD1602 的引腳個功能見表 1所示。 10 表 1： 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 雙向數(shù)據(jù)口 2 VDD 電源正極 10 D3 雙向數(shù)據(jù)口 3 VL 對比度調(diào)節(jié) 11 D4 雙向數(shù)據(jù)口 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 雙向數(shù)據(jù)口 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 雙向數(shù)據(jù)口 6 E 模塊使能端 14 D7 雙向數(shù)據(jù)口 7 D0 雙向數(shù)據(jù)口 15 BLA 背光源正極 8 D1 雙向數(shù)據(jù)口 16 BLK 背光源地 引腳功能及使用說明： VL： LCD 對比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為 0－ 5V。接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，通常使用一個 10K 的電位器來調(diào)整對比度，或者直接串接一個電阻到地； RS： MCU 寫入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。 MCU 要寫入指令時，使 RS為低電平； MCU 要寫入數(shù)據(jù)時，使 RS 為高電平； R/W：讀寫控制端。 R/W 為高電平時，讀取數(shù)據(jù)； R/W 為低電平時，寫入數(shù)據(jù)； E： LCD 模塊使能信號控制端。寫數(shù)據(jù)時，需要下降沿觸發(fā)模塊。 D0－ D7： 8 位數(shù)據(jù)總線，三態(tài)雙向。如果 MCU 的 I/O 口資源緊張的話，該模塊也可以只使用 4 位數(shù)據(jù)線 D4－ D7 接口傳送數(shù)據(jù)。本 設計 就是采用 4位數(shù)據(jù)傳送方式； BLA： LED 背光正極。需要背光時， BLA 串接一個限流電阻接 VDD，BLK 接地，實測該模塊的背光電流為 50mA 左右； BLK： LED 背光地端。 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊 的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示 。 1602 液晶模 11 塊內(nèi)部顯示地址 如表 2 所示 ： 表 2： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 0A 0B 0C 0D 0E 0F 第一行 40 41 43 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F 第二行 LCD1602 的數(shù)據(jù) I/O 口連接于 Atmega16L 的 PB 引腳 ，電路原理如圖7所示。 AGND31X113X212R E S E T9P D 2 ( I N T 0 )16P D 3 ( I N T 1 )17P D 4 ( O C 1 B )18P D 5 ( O C 1 A )19P B 0 ( T 0 )1P B 1 ( T 1 )2P B 2 ( A I N 0 )3P B 3 ( A I N 1 )4P B 4 ( S S )5P B 5 ( M O S I )6P B 6 ( M I S O )7P B 7 ( S C K )8( A D C 0) P A 040( A D C 1) P A 139( A D C 2) P A 238( A D C 3) P A 337( A D C 4) P A 436( A D C 5) P A 535( A D C 6) P A 634( A D C 7) P A 733P C 022P C 123P C 224P C 325P C 426P C 527( T O S C 1 ) P C 628( T O S C 2 ) P C 729P D 7 ( T O S C 2 )21P D 6 ( I C P )20A V C C30A R E F32P D 1 ( T X D )15P D 0 ( R X D )14GND11VCC10A T M E G A 1 6 LV C CC10 .1 u FC20 .1 u FC30 .1 u FL10uFR0V C CA V C C12345678910111213141516L C D 1 6 02R 10KV C C _ 5 V 圖 7 顯示部分電路原理圖 12 第三章 串口通信 異步 串行通信原理 異步串行數(shù)據(jù)通信以幀為傳輸單位，每一幀包含 1 位起始位“ 0”、8或者 9位數(shù)據(jù)、 1 位奇偶校驗位和 1位停止位“ 1”。異步串行通信規(guī)定了數(shù)據(jù)的傳送格式，如圖 8所示。 圖 8 數(shù)據(jù)傳輸幀格式 異 步通信數(shù)據(jù)幀的第一位是開始位，在通信線上沒有數(shù)據(jù)傳送時處于邏輯 “1” 狀態(tài)。當發(fā)送設備要發(fā)送一個字符數(shù)據(jù)時，首先發(fā)出一個邏輯 “0” 信號，這個邏輯低電平就是起始位。起始位通過通信線傳向接收設備，當接收設備檢測到這個邏輯低 電平后，就開始準備接收數(shù)據(jù)位信號。因此，起始位所起的作用就是表示字符傳送開始。 當接收設備收到起始位后，緊接著就會收到數(shù)據(jù)位。在字符數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)據(jù)位從最低位 D0 開始傳輸。數(shù)據(jù)發(fā)送完之后，可以發(fā)送奇偶校驗位。奇偶校驗位用于有限差錯檢測，通信雙方在通信時需約定一致的奇偶校驗方式。就數(shù)據(jù)傳送而言，奇偶校驗位是冗余位，但它表示數(shù)據(jù)的一種性質(zhì)，這種性質(zhì)用于檢錯，雖有限但很容易實現(xiàn)。在奇偶位或數(shù)據(jù)位之后發(fā)送的是停止位 ， 停止位是一個字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標志。 在異步通信中，字符數(shù)據(jù)以圖所示的格式一個一個地傳送。在發(fā)送間隙，即空閑時，通信線路總是處于邏輯 “1” 狀態(tài)，每個字符數(shù)據(jù)的傳送均以邏輯 “0” 開始。 同步 /異步串行收發(fā)器 USART USART 收發(fā)模塊一般分為三大部分：時鐘發(fā)生器、數(shù)據(jù)發(fā)送器和接收器。 控制寄存器為所有的模塊共享。 起始位 校驗位 停止位 數(shù)據(jù)位 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 N 1 13 時鐘發(fā)生器由同步邏輯電路（在同步從模式下由外部時鐘輸入驅(qū)動）和波特率發(fā)生器組成。發(fā)送時鐘引腳 XCK 僅用于同步發(fā)送模式下，發(fā)送器部分由一個單獨的寫入緩沖器（發(fā)送 UDR）、一個串行移位寄存器、校驗位發(fā)生器和用于處理不同湞結(jié)構的控制邏輯電路構成。使用寫入緩沖器，實現(xiàn)了連續(xù)發(fā)送多湞數(shù)據(jù)無延時的 通信。 接收器是 USART 模塊最復雜的部分，最主要的是時鐘和數(shù)據(jù)接收單元。數(shù)據(jù)接收單元用作異步數(shù)據(jù)的接收。除了接收單元，接收器還包括校驗位校驗器、控制邏輯、移位寄存器和兩級接收緩沖器（接收 UDR）。接收器支持與發(fā)送器相同的楨結(jié)構，同時支持楨錯誤、數(shù)據(jù)溢出和校驗錯誤的檢測。 USART 支持 4 中模式的時鐘：正常的異步模式、倍速的異步模式、主機同步模式、從機同步模式。 USART 控制位 UMSEL 和狀態(tài)寄存器 C用于選擇異步模式和同步模式 。倍速的異步模式（只是用于異步模式）受控于 UCSRA 寄存器的 U2X。使用同步模式 （ UMSEL=1）時， XCK 的數(shù)據(jù)方向寄存器（ DDR_XCK）決定時鐘源是由內(nèi)部產(chǎn)生（主機模式） 還是由外部產(chǎn)生（從機模式）。表 3 給出了計算波特率（位 /秒）以及計算每一種使用內(nèi)部時鐘源工作模式的 UBRR 值的公式。 表 3： 使用模式 波特率計算公式 UBRR 值計算公式 異步正常模式（ U2X=0） )1(16 ?? U B R RfB AU D os c 116 ?? BAUDfUBRR O SC 異步倍速模式（ U2X=1） )1(8 ?? U BRRfBAU D osc 18 ?? BAUDfUBRR OSC 同步主機模式 )1(2 ?? U BRRfBAU D osc 12 ?? BAUDfUBRR OSC BAUD—— 波特率（ bps） 。 oscf —— 系統(tǒng)時鐘頻率； UBRR—— UBRRH 和 UBRRL 的數(shù)值（ 04095） 14 串行數(shù)據(jù)幀由數(shù)據(jù)字加上同部位（開始位與停止位）以及用于糾錯的奇偶校驗位構成。 USART 接收一下 30 種組合的數(shù)據(jù)幀格式： 起始位： 1 位 數(shù)據(jù)位： 8或 9 位 校驗位：無校驗位、奇校驗位、偶校驗位 停止位： 1 或 2位 數(shù)據(jù)幀以起始位開始，緊接著是數(shù)據(jù)字的最低位，數(shù)據(jù)字最多可以有 9個數(shù)據(jù)位，以數(shù)據(jù)的最高位結(jié)束。如果使能了校驗位，校驗位將緊接著數(shù)據(jù)位，最后是結(jié)束位。當一個完整的數(shù)據(jù)幀傳輸后，可以立即傳輸下一個新的數(shù)據(jù)幀，或是傳輸線處于空閑狀態(tài)。 進行通信之前首先要對 USART 進行初始化。初始化過程包括波特率的設定，幀結(jié)構的設定，以及根據(jù)需要使能接收器或發(fā)送器。 RS232串行通信 在串行通訊時，要求通訊雙方都采用一個標準接口，使不同的設備可以方便地連接起來進行 通訊。 RS232C接口（又稱 EIARS232C）是目前最常用的一種串行通訊接口。 嚴格的講 RS232 接口是 DTE(數(shù)據(jù)終端設備 )和 DCE(數(shù)據(jù)通信設備 )之間的一個接口。 RS232 接口引腳定義見表 4： 表 4： 25 芯 9 芯 信號方向來源 縮寫 描述名 2 3 PC TXD 發(fā)送數(shù)據(jù) 3 2 調(diào)制解調(diào)器 RXD 接收數(shù)據(jù) 4 7 PC RTS 請求發(fā)送 5 8 調(diào)制解調(diào)器 CTS 允許發(fā)送 6 6 調(diào)制解調(diào)器 DSR 通信設備準備 好 7 5 GND 信號地 8 1 調(diào)制解調(diào)器 CD 載 波檢測 20 4 PC DTR 數(shù)據(jù)終端準備 好 22 9 調(diào)制解調(diào)器 RI 響鈴指示器 15 162738495D S RR T SC T SRID C DR X DT X DD T RSG目前 RS232