【文章內(nèi)容簡介】 9]，單總線獨特而其經(jīng)濟的特點，使用戶可以輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。新一代的DS18B20 體積更小，更經(jīng)濟、更靈活，而其由于芯片輸出的是數(shù)字信號，省去外部 A/D 轉(zhuǎn)換，簡化硬件電路。 其特性如下： （ 1）獨特的單線接口方式，只需一個接口引腳即可通信； （ 2）每一個 DS18B20 都有一個唯一的 64位 ROM 序列碼； （ 3）在使用中不需要任何外圍元件； （ 4）可使用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： +～ +； （ 5）測溫范圍： — 55℃～ +125℃ ,在 — 10℃～ +85℃范圍內(nèi)精度為177。 ，分辨率 ℃。等效的華氏溫度范圍 — 67℉～ +257℉； （ 6）通過編程可實現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字讀書方式。 （ 7）告警搜索命令可識別和定位那些超過報警限制的 DS18B20； （ 8）支持多點組網(wǎng)功能 ，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。電源接反不會燒毀，但不能工作。 其引腳說明如下表 41 所示。 表 41引腳說明 引腳 8腳SOIC 引腳PR35 符號 說明 5 1 GND 地 4 2 DQ 單線運用的數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳：漏極開路見“寄生電源”一節(jié)。 3 3 Vdd 可選 Vdd引腳。有關(guān)連接的細節(jié)見“寄生電源”一節(jié)。 濕度傳感器 HS1101 介紹 [5] 濕度傳感器 HS1101/HS1100 基于獨特工藝設(shè)計的電容元件，這些相對濕度傳感器可以大批量生產(chǎn)?？梢詰?yīng)用于辦 公自動化，車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制，家電，工業(yè)控制系統(tǒng)等。在需要濕度補償?shù)膱龊纤部梢缘玫胶艽蟮膽?yīng)用。 其 特點：全互換性在標準環(huán)境下不需校正 長時間飽和下快速脫濕 可以自動化焊接，包括波峰焊或水浸 高可靠性與長時間穩(wěn)定性 專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu) 可用于線性電壓或頻率輸出回爐 最大參數(shù)值（ Ta=25℃ 除非特別標定） 工作溫度 Ta 40～ 100 ℃ 儲存溫度 Tstg 40～ 125℃ 其系統(tǒng)參數(shù)特性如下：測量范圍是 3~99%RH，電源電壓 DC 5V（ max7V），等效電容 175~185PF（ %RH， 10KHz），恢復時間 10s，濕度遲滯177。 %RH，穩(wěn)定期 ，響應(yīng)時間 10s（ 33%— 76%HR，流速 1m/Sec），線性度177。 1%RH。 HS1101 為 電容傳 感器 ，在電路構(gòu)成中等效于一個 電容器 件 ，其 電容 量隨著所測空氣濕度的增大而增大。將電容的變化量準確地轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C易于接受的信號，常用兩種方法：一是將該 濕敏電容 置于運放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所 產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大、再 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏電容置于 555 振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號。 濕度與頻率的典型值如表 42所示。 表 42 濕度與頻率的典型值 濕度（ %RH） 頻率（ Hz） 濕度（ %RH） 頻率（ Hz） 0 7351 60 6600 10 7224 70 6468 20 7100 80 6330 30 6976 90 6186 40 6853 100 6033 50 6728 液晶 1602A 介紹 [11] 43所示。 表 43 主要參數(shù) 顯示容量 16X2字符 芯片工作電壓 工作電流 （ ） 模塊最佳工作電壓 字符尺寸 （ WXH） mm 44所示。 表 44 接口信號 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L) 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫選擇端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負極 ： （ 1） 顯示模式設(shè)置如下表 45所示。 表 45 顯示設(shè)置 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設(shè)置 16 2顯示， 5 7點陣， 8位數(shù)據(jù)接口 0 0 0 0 0 D C B D=1 開顯示； D=0 關(guān)顯示 C=1 顯示光標； C=0 不顯示光標 B=1 光標閃爍； B=0 光標不顯示 0 0 0 0 0 1 N S N=1 當讀或?qū)懸粋€字符后地址指針加一，且光標加一 N=0 當讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減一，且光標減一 S=1 當寫一個字符，整屏顯示左移（ N=1）或右移（ N=0），以得到光標不移動而屏幕移動的效果。 S=0 當寫一個字符，整屏顯示不移動 （ 2） 數(shù)據(jù) 控制區(qū)內(nèi)部設(shè)有一個數(shù)據(jù) 地址指針，用戶可以通過它們來訪問內(nèi)部的全部的 80字節(jié) RAM 其數(shù)據(jù)指針的設(shè)置如下表 46 所示。 表 46指令設(shè)置 指令碼 功能 80H+地址碼（ 027H， 40H67H） 設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針 01H 顯示清屏： 2所有顯示清零 02H 顯示回車： 硬件電路設(shè)計 溫度采樣原理及電路 利用 DS18B20 溫度傳感器進行溫度采樣． [11]它用單總線協(xié)議和單片機實現(xiàn)通訊．單總線協(xié)議是采用單根信號線，既可傳輸時鐘，又能傳數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)傳輸是雙向 的，因而這種單總線技術(shù)具有線路簡單 ． 溫度采樣電路如下圖 42所示。 圖 42 溫度采集電路 濕度采集原理及電路 原理分析： 電源電壓工作范圍是 UCC=+～ +12V。 利用一片 CMOS 定時器TLC555。 配上 HSll01 和電阻 R R4構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，將相對濕度值變化轉(zhuǎn)換成頻率信號輸出 。 輸出頻率范圍是 73516033Hz，所對應(yīng)的相對濕度為 0～ 100％ 。當 RH=55％時 ， f=6660Hz。 輸出的頻率信 號可送至數(shù)字頻率計或檢測系統(tǒng)，經(jīng)整理后送顯示 。 R3 為輸出端的限流電阻，起保護作用 。 通電后 ,電源沿著Uc→R4→R2→C 對 HS1101 充電 。 經(jīng)過 t1 時間后濕敏電容的壓降 Uc 就被充電到TLC55 的高觸發(fā)電平 (Uh=)，使內(nèi)部比較器翻轉(zhuǎn)， OUT的輸出變成低電平 。然后 C 開始放電，放電回路為 C→R2→D→ 內(nèi)部放電管 腳 。 經(jīng)過 t2 時間后， Uc降到低觸發(fā)電平 (Ul=)，內(nèi)部比較器再次翻轉(zhuǎn)，使 OUT 端的輸出變成高電平 。 這樣周而復始的進行充、放電，形成了振蕩 。 濕度采集電路如下圖 43所示。 圖 43濕度采集電路 單片機與 PC 的串行通信電路 G1DA2V3D S 1 8 B 2 0V C C 1R4DS 串行通訊是數(shù)據(jù)通訊的主要方式之一。由于其聯(lián)線少、成本低、有多種可供選擇的傳送速率，并遵循統(tǒng)一的標準而得到廣泛的應(yīng)用。目前利用單片機開發(fā)的各種監(jiān)控設(shè)備大多都需要與 PC機進行數(shù)據(jù)通訊。 PC機中一般都有現(xiàn)成的 1～ 2個標準 RS232C串行口，利用這些串行口， PC機可以與單片機進行數(shù)據(jù)通訊，通訊距離可達 15m左右。 STC89S52單片機內(nèi)提供了一個全雙工的串行口， RXD， 送端 TXD。但是，由于單 片機的串行口不是標準的 RS232C接口，它接收發(fā)送的電平是 TTL電平。 TTL電平的邏輯“ 1”和邏輯“ 0”分別是 ，而串行通訊接口 RS232C采用負邏輯，即邏輯“ 1”為－ 5～－ 15V，邏輯“ 0”為 5～ 15V，二者的電氣規(guī)范不一致，因此要完成單片機與 PC機的數(shù)據(jù)通訊，必須對單片機輸出的 TTL電平進行電平轉(zhuǎn)換。 本系統(tǒng)選用 MAX232AESE芯片完成電平間的轉(zhuǎn)換。利用RS232接口中的 RD、 TD、 GND（信號地）三線來完成雙工通信。 MAX232AESE是 MAXIM公司生產(chǎn)的低功耗、單電源（ +5V）的雙 RS232C發(fā)送器與接收器 [12]。 MAX232芯片內(nèi)部有一個電源電壓變換器，可以把輸入的 +5V電源變換成 RS232C輸出電平所需177。 10V電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的 +5V電源。外圍需接 4個 F/25V電解電容，供內(nèi)部電壓變換之需 。MAX232AESE芯片引腳 T1IN、 T2IN、 R1OUT、 R2OUT接 TTL電平，引腳 T1OUT、 T2OUT，R1IN、 R2IN為 EIA電平。 MAX232的接口電路如圖 44所示。 +C10 . 1 u F+C3 0 . 1 u F+C20 . 1 u F+C50 . 1 u F+ C40 . 1 u FV C C162738495R 2 I N8R 1 I N13T 2 O U T7T 1 O U T14C A P 2 5C A P 2 +4C A 6G N D15R 2 O U T9R 1 O U T10T 2 I N12T 1 I N11C A P 1 3C A P 1 +1C A P +2V C C16M A X 2 3 2S E R 1S E R 2162738495 圖 44 MAX232接口電路 第 五 章 下位機設(shè)計 溫度傳感器 DS18B20 程序設(shè)計 DS18B20 是在一根 I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，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。其設(shè)計流程圖如圖51 所示： 圖 51 DS18B20工作時序流程圖 液晶 1602A子程序設(shè)計 1602A 的設(shè)計主要是首先對其自身初始化設(shè)置，主要包括顯示模式設(shè)置、顯示開 /關(guān)及光標設(shè)置、讀寫數(shù)據(jù)設(shè)置，設(shè)置完以后， 1602A 可以正常的工作，然后將給出要顯示數(shù)據(jù)的指定的地址，給出地址以后，在送要顯示的數(shù)據(jù)， 1602A的讀寫時序也要嚴格的遵守，否則 1602A 不會工作正常。有以上的分析可得程序讀寫時序流程圖如 圖 52所示： 測 溫 開 始復 位D S 1 8 B 2 0跳 過 R O M 命令轉(zhuǎn) 換 完畢 ？發(fā) 匹 配 R O M命 令讀 溫 度 值復 位D S 1 8 B 2 0送 單 片 機YN 開 始初 始 化讀 狀 態(tài)寫 命 令讀 數(shù) 據(jù)寫 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 顯 示 圖 52 讀寫時序流程圖 上、下位機數(shù)據(jù)通信子程序設(shè)計 上位機和下位機的通訊主要通過 RS232，來進行通訊的，在本次的設(shè)計里，由于要單片機向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，因此要設(shè)計發(fā)送數(shù)據(jù)子程序，因此要設(shè)置串口的工作方式，這次設(shè)計采用了串口工作方式 1，由于串口工作方式 1的波特率是由定時器控制的，因此還要有定時器程序