【文章內(nèi)容簡介】 旦某個DS18B20 接觸不好或斷線，當程序讀該DS18B20 時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這一點在進行DS18B20 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 DS18B20 的性能特點（1） 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通訊；（2） 在DS18B20中的每個器件上偶有獨一無二的序列號，因此多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；（3） 實際應(yīng)用中不需要任何外部器件即可實現(xiàn)（4） 可通過數(shù)據(jù)線供電，~；（5） 零待機功耗（6） 數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇（7） 用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置（8） 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件（9） 負溫度特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20的外形和內(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、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH 和TL、配置寄存器。DS18B20 :引腳定義：(1) DQ 為數(shù)字信號輸入/輸出端；(2) GND 為電源地；(3) VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。 DS18B20 的管腳排列圖DS18B20采用3角PR35封裝或8角SOIC封裝，：64位ROM 和單線接口電流檢測存儲器和控制器 高速 緩存存儲器8位CRC生成器溫度敏感元件低溫觸發(fā)器TL高溫觸發(fā)器TH配置寄存器 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20 有4 個主要的數(shù)據(jù)部件：（1）光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼CRC=X8+X5+X4+1。光刻ROM 的作用是使每一個DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20 的目的。（2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，℃/LSB 形式表達，其中S 為符號位。 DS18B20 溫度值格式表 Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 LS Byte Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit 9 Bit 8MS Byte 2223 21 2021 22 24 SS S S S 262524這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的12 位數(shù)據(jù)，存儲在18B20 的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1 。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。（3）DS18B20 溫度傳感器的存儲器DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 DS18B20 溫度數(shù)據(jù)表TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT (Binary) DIGITAL OUTPUT (Hex) +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550h +℃ 0000 0001 1001 0001 0191h +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h +℃ 0000 0000 0000 1000 00008h 0℃ 0000 0000 0000 0000 00000h ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6Eh 55℃1111 1100 1001 0000 FC90hThe power –on reset value of the temperature resister is +85℃ THE （4）配置寄存器：表 配置寄存器結(jié)構(gòu)111R0R1TM11 低五位一直都是1 ，TM 是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20 在工作模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動。R1 和R0 用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20 出廠時被設(shè)置為12 位）： 溫度值分辨率設(shè)置表R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時間009位0110位1011位375ms1112位750ms，DS18B20溫度轉(zhuǎn)換時間比較長，而且設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度轉(zhuǎn)換時間就越長。因此，在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。 DS18B20與單片機接口電路設(shè)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管腳接地，2腳作為信號線接單片機的I/O口，3管腳接電源。另一種是寄生電源方式。單片機端口接單片機總線，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。當DS18B20處于些存儲器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10μs。采用寄生電源供電方式時VDD和GND端均接地。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送端接口必須是三態(tài)的。單片機AT89S52VC DS18B20DQGNDVcc DS18B20采用電源供電方式的電路圖單片機AT89S52VccVcc DS18B20DS18B20DS18B20 K DS18B20采用寄生電源的電路圖DS18B20數(shù)字溫度計是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線上可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。本次試驗采用電源供電方式的供電方式。 1602LCD液晶顯示屏 LCD1602主要技術(shù)參數(shù)顯示容量為162個字符；～；（）；；（WH）mm。 LCD1602的引腳說明LCD1602采用標準的14腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平RW為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平RW為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15～16腳：空腳 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，： 控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H，光標復(fù)位到地址00H位置指令2：光標復(fù)位，光標返回到地址00H 指令3：光標和顯示模式設(shè)置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效 指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標的開與關(guān)，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 指令5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標 指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符 指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置 指令8：DDRAM地址設(shè)置 指令9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令10：寫數(shù)據(jù) 指令11：讀數(shù)據(jù) LCD液晶顯示屏與單片機接口電路設(shè)計本系統(tǒng)的顯示部分采用LCD1602字符顯示模塊，與采用數(shù)碼管相比，硬件連接和軟件調(diào)試上都由優(yōu)勢。只要把要顯示的內(nèi)容放進液晶模塊的顯示存儲器里面就可以直觀的顯示出指定的內(nèi)容，操作方便。LCD1602與單片機的連接圖，： LCD液晶顯示屏與單片機接口硬件連接圖其中，~~6引腳相連，因為AT89S52單片機的P0口沒有上拉電阻，它們數(shù)據(jù)的讀寫功能。~~14引腳相連，進行數(shù)據(jù)的通訊傳輸。 鍵盤電路設(shè)計本系統(tǒng)的操作接口采用獨立式按鍵結(jié)構(gòu)，獨立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個按鍵電路，每個獨立式按鍵單獨有一根I/O口線，每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它I/O口線的工作狀態(tài)。由于獨立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單但每個按鍵必須占用一根I/O口線，在按鍵數(shù)量較多時，I/O 口線的浪費較大，故在按鍵數(shù)量不多時，常采用這種按鍵電路。本系統(tǒng)提供三個按鍵:復(fù)位鍵，上限值加一鍵，上限值加一鍵。，, , RST鍵檢測這三個開關(guān)量輸入。 鍵盤硬件連接圖按鍵的操作說明：若按下上限值加一鍵，程序中的報警溫度設(shè)定值就會增加一攝氏度，若按下上限值減一鍵，程序中的報警溫度設(shè)定值就會減少一攝氏度，如果按下復(fù)位鍵，程序中的報警溫度設(shè)定值就會自動返回到原來初始的設(shè)定值。 報警電路設(shè)計本系統(tǒng)采用單片機與蜂鳴器相連來顯示當前系統(tǒng)所處的狀態(tài)來報警。，，保護器件的作用。 報警硬件連接圖 報警電路說明：當實際溫度值低于溫度下限值時，蜂鳴器不響報警（綠）燈亮，表示當前溫度值低于上限值，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)；相反，當實際溫度值高于溫度上限值時，蜂鳴器響報警（綠）燈亮，系統(tǒng)需要報警。 第5章 糧倉多點測溫系統(tǒng)軟件設(shè)計整個軟件包括溫度采集和數(shù)據(jù)傳輸兩個主要部分組成。其中溫度采集又是由單總線協(xié)議和注冊碼組成的，因此，軟件設(shè)計主要任務(wù)是實現(xiàn)1Wire總線協(xié)議。 溫度處理子程序設(shè)計計算溫度子程序?qū)AM中讀取值進行BCD碼的轉(zhuǎn)換運算，并進行溫度值正負的判定，按鍵處理子程序通過掃描按鍵情況，主要完成溫度上下限的查看和對其進行設(shè)置， 系統(tǒng)溫度閾值設(shè)定子程序設(shè)計此次畢設(shè)試驗設(shè)有報警功能，程序中首先設(shè)定了報警的溫度為26攝氏度，即糧倉內(nèi)的溫度超過了26攝氏度，就自動會啟動報警系統(tǒng)，在本次試驗中的報警設(shè)備選用了蜂鳴器與小燈相結(jié)合的報警方式，具體說明為：如果糧倉內(nèi)僅有一個或幾個監(jiān)測點的溫度值超