【文章內(nèi)容簡介】 1”。如果使用寄生電源，總線控制器必須在這條命令發(fā)出后立即起動強上拉并最少保持 10ms。 (4)[44h] Convert T（溫度變換） 這條命令啟動一次溫度轉(zhuǎn)換而無需其他數(shù)據(jù)。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行，而后DS18B20 保持等待狀態(tài)。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時間隙，而DS18B20 又忙于做時間轉(zhuǎn)換的話， DS18B20 將在總線上輸出“ 0”，若溫度轉(zhuǎn)換完成，則輸出“ 1”。如果使用寄生電源，總線控制器必須在發(fā)出這條命令后立即起動強上拉，并保持 500ms。 (5)[B8h] Recall E2（重新調(diào)整 E2） 這條命令把貯存在 E2 中溫度觸發(fā)器的值重新調(diào)至暫存存儲器。這種重新調(diào)出的操作在對 DS18B20 上電時也自動發(fā)生，因此只要器件一上電，暫存存儲器內(nèi) 11 就有了有效的數(shù)據(jù)。在這條命令發(fā)出之后，對于所發(fā)出的第一個讀數(shù)據(jù)時間片，器件會輸出溫度轉(zhuǎn)換忙的標識：“ 0” =忙，“ 1” =準備就緒。 (6)[B4h] Read Power Supply（讀電源） 對于在此命令 發(fā)送至 DS18B20 之后所發(fā)出的第一讀數(shù)據(jù)的時間片，器件都會給出其電源方式的信號：“ 0” =寄生電源供電，“ 1” =外部電源供電。 DS8B20 控制時序 （ 1）復位時序 每一次通信之前必須進行復位，復位的時間、等待時間、回應時間應嚴格按照序編程 。 圖 34 DS18B20的復位時序 （ 2）讀時序 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 ， 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 的讀時序分為讀 0 時序和讀 1時序兩個過程。 圖 35 讀時序 （ 3）寫時序 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 12 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 36 寫時序 18B20 的測溫原理 DS18B20 的測溫原理 是 ，低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影 響很小 ，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 2 的脈沖輸入， 其 中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將 55℃ 所對應的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器中，減法計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預置在 55℃ 所對應的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器 1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1的預置值減到0 時溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器 1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到 0時 ，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。 斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預置值，只要計數(shù)門仍未關閉就重復上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是 DS18B20 的測溫原理。 18B20 對溫度的處理 18B20 將轉(zhuǎn)換后的溫度以 9 位數(shù)據(jù)格式表示，最高位為符號位，其余 8位以二進制補碼形式 表示溫度值。測溫結(jié)束時，這 9位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到暫存存儲器的前兩個字節(jié)中，符號位占用第一字節(jié)， 8 位溫度數(shù)據(jù)占據(jù)第二字節(jié)。 13 DS18B20 的高速暫存存儲器由 9 個字節(jié)組成，其分配如圖 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。 溫度數(shù)據(jù)表如表 33所示： 表 33 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表 溫度 /0C 二進制表示 十六進制表示 符號位 5位） 數(shù)據(jù)位（ 11 位） +125 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 07D0H + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0008H 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 FFF8H 55 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 FC90H 上表是 DS18B20 溫度采集轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 DS18B20 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或等于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實際溫度。 例如當 DS18B20 采集到 +125℃ 的實際溫度后，輸出為 07D0H，則： 實際溫度 =07D0H╳ =2020╳ =125℃ 例如當 DS18B20 采集到 55℃的實際溫度后，輸出為 FC90H，則應先將 11位數(shù)據(jù)位取反加 1得 370H 則： 實際溫度 =370H╳ =880╳ =55℃ 無線收發(fā)模塊器件選擇 無線發(fā)射模塊簡介 F05V 是安陽市新世紀研究所推出的一款小體積、微功率 RF無線發(fā)射模塊；采用 SMT 工藝，聲表穩(wěn)頻，性能穩(wěn)定，特別適合低電壓電池供電。實物圖如圖311。 主要特點： （ 1）超小體積，厚度 3mm （ 2）低電壓、低功耗 （ 3）無數(shù)據(jù)時休眠 14 （ 4）符合 FCC 認證標準 性能參數(shù) : 發(fā)射頻率： 315MHz 工作電壓： DC3V() 發(fā)射電流： 10mA/3V (連發(fā) ) 發(fā)射功率： 8dBm 傳輸速率： 110k 頻率穩(wěn)定度： 105[聲表穩(wěn)頻 ] 調(diào)制方式： ASK 外形尺寸： 9 20 3mm(寬 X長 X厚 ) 工作溫度： 40℃ +85℃ 1正電源 3V 2地 3數(shù)據(jù)信號輸入 Y外接天線 圖 38 F05V引腳圖 自定義編碼的格式 為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕仨殞Πl(fā)送數(shù)據(jù)及發(fā)射的脈沖格式進行編碼，而在接收端則必須對這些信號進行解碼，才能正確恢復出原來的數(shù)據(jù)。在這里我們使用單片機軟件的方法進行編碼和解碼，這種編碼方式相比較硬件編碼器方式更加靈活，而且還可以降低整個無線 遙控系統(tǒng)的成本。 無線數(shù)據(jù)傳輸不像有線傳輸那樣有較高的效率，它往往會受到周圍環(huán)境的干擾，這時我們?yōu)榱耸菇邮斩四軌蛘_接收 1 字節(jié)的數(shù)據(jù)，采用了數(shù)據(jù)校驗的方式。我們把 3 個 半 字節(jié)長度數(shù)據(jù)作為一個碼元，其中包括起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位和結(jié)束位。本文的編碼中加入了 反碼校驗位（對數(shù)據(jù)位取反），即對 12位的數(shù)據(jù)進行取反，得到數(shù)據(jù)位的反碼 ，經(jīng)過實驗驗證這種情況下誤 碼率產(chǎn)生的概率很低 ，可以使用。 圖 37 發(fā)射模塊實物圖 15 圖 39 自定義編碼格式圖 單片機對 F05V 的控制編碼原理 （ 1） 編碼表示形式 主控制器通過 18B20 溫度傳感器采集到溫度以后，要對這個溫度進行編碼，考慮到單片機定時器的特性，我們用高低電平的持續(xù)長短來表示“ 1”和“ 0” 。高電平 30ms 低電平 30ms 寬度的信號變化來表示 “ 1” ,用高電平 60ms 低電平60ms 寬度的信號變化來表示“ 0”。 “ 1” “ 0” （ 2） 定時器控制產(chǎn)生數(shù)據(jù)編碼 ① 用定時器 0 來控制單個數(shù)據(jù)位高低電平的變化時間 我們用單片機來設置中斷模式，讓其工作于定時器 0狀態(tài)，定時周期分別為30us 和 60us。當單片機檢測到溫度值中的二進制位為“ 1”時，會將 30us 定時裝入控制字字，這樣單片機就會把高低電平變化為 30us 的無線信號發(fā)送出去；當檢測到二進制位為“ 0”時，會把 60us 定時裝入控制字，這樣又會把高低電平為 60us 的無線信號發(fā)送出去。 我們把起始位、數(shù)據(jù)位、校驗位和結(jié)束位 都運用電平的變化來表示 ，這樣一個完整的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送完畢、 ② 用定時器 1 來控制碼元發(fā)送的時間間隔 單片機對溫度的采 集是不斷進行的，我們不可能只發(fā)送一個溫度數(shù)據(jù)，而是采用實時發(fā)送的形式。如果發(fā)送的頻率過低，用戶看到的溫度就會滯后，會產(chǎn)生大的誤差；如果發(fā)送的頻率過高，單片機解碼能力有限，會產(chǎn)生碼元之間的干擾，起始位 數(shù)據(jù)位 校驗位 結(jié)束位 16 并且液晶顯示的頻率太高用戶看起來也不方便。經(jīng)過我試驗的論文，碼元發(fā)送的時間間隔在 1s左右，會產(chǎn)生良好的效果。 我們設置定時器 1 工作在方式 0，定時中斷的間隔為 1s，當?shù)谝粶囟葦?shù)據(jù)的第一位來臨時開啟中斷， 1s 之后再進行第二個溫度數(shù)據(jù)的發(fā)送。 J04v 無線接收模塊簡介 J04v也是安陽市新世紀電子研究所推出的一款 生接收模塊，采用 SMT 貼片生產(chǎn)工藝，性能穩(wěn)定并具有較好的接收靈敏度及性價比。是電池供電產(chǎn)品的理想選擇?？梢詮V泛應用于需要長期處于接收狀態(tài)的遙控報警及單片機短距離無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 主要特點： （ 1）輸出無噪聲干擾 (零電平） （ 2）極低功耗（工作狀態(tài) 3V/ mA） （ 3）特小體積（不需要外接天線） 性能參數(shù) : 接收頻率： 315MHz 433MHz 工作電壓： DC3V() 工作電流： 調(diào)制帶寬： 10K 圖 310 接收模塊 實物 輸出電平： TTL 電平 接收靈敏度： 90dBm 電路結(jié)構(gòu)：超再生 外形尺寸： 10 23 5mm(寬 X 長 X 厚 ) 工作溫度： 40℃ +60℃ 單片機對 J04v 的控制解碼原理 這里我們使用 89S52 單片機的定時器 2中斷來進行編碼， 89S52 單片機的定時器不同于其他中斷的是，他具有捕獲功能。在這里我們使用此定時器的下降沿中斷方式，當?shù)谝幌陆笛貋砼R時進入中斷，定時器開始計數(shù)，第二次中斷來臨的時候，本次中斷結(jié)束，記錄時間，下次中斷開啟（計數(shù)器此時清 0，接受新時間），單片機對數(shù)據(jù)的采集解碼以 4位為一單元。 解碼步驟： 17 （ 1）外部下降沿來臨時，采集數(shù)據(jù)前 2 位，如果為起始位，則準備接受接下來的數(shù)據(jù)；反之則拋棄，重新開放中斷接受。 （ 2）當接受到第 26 位數(shù)據(jù)時，將第 14位到第 26位 的數(shù)據(jù)取反，然后與第3位到 第 14位的一個字節(jié)數(shù)據(jù)比較，如果相同傳輸證明沒有錯誤；反之則拋棄，重新開放中斷接受。 （ 3）判斷數(shù)據(jù)的后 2 位是否為結(jié)束位，如果是，則證明傳輸正確，結(jié)束本次接受，準備下次接受；反之則拋棄，重新開放接受。 顯示模塊 現(xiàn)在市面上運用的顯示器件，種類繁多，良莠不齊。一般來說有 LED 和 LCD顯示模塊， LED 又分為數(shù)碼管顯示和點陣顯示，這兩種器件價格便宜，但是顯示效果不是很好，所以我們選用 lCD 來顯示。 LCD 顯示器是一種功耗極低的顯示器，在控制和儀表系統(tǒng)中 應用廣泛。根據(jù) LCD 顯示原理的不同，常見和常用 的 LCD可以分為字符型 LCD 和點陣型 LCD 兩種。不同的顯示原理使得這兩種 LCD的指令系統(tǒng)、接口和功能等是不相同的，各有優(yōu)缺點。結(jié)合到本次設計的實際要求，我們顯示需要大一點的屏幕，而且最好是題解接口方便的為最佳，這樣便與以后進行擴展，經(jīng)過比較還是選用點陣 12864 型 LCD。 12986 型 LCD 的顯示原理 12