【文章內(nèi)容簡介】 圖 34 DS18B20 芯片封裝圖 由其引腳可看出，其 3 個(gè)引腳 : GND 為電壓地直接接地； DQ 為單數(shù)據(jù)總線用來與單片機(jī)相連接 ,本系統(tǒng)中 DS 與單片機(jī) 接口連接 ,僅此一個(gè)連接就能保證 DS18B20與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換； VDD 引腳接電源電壓。 DS18B20 的工作原理 DS18B20的溫度檢測與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。 DS18B20共有三種形態(tài)的存儲器資源 ,分別是： ROM 只讀存儲器 ，用于存放DS18B20ID編碼，其前 8位是單線系列編碼（ DS18B20的編碼是 19H），后面 48位是芯片唯一的序列號，最后 8位是以上 56位的 CRC碼（冗余校驗(yàn)）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。 DS18B20共 64位 ROM， RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20共 9個(gè)字節(jié) RAM，每個(gè)字節(jié)為 8位。第 2個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 4個(gè)字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報(bào)警值儲存）的鏡像。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。第 5個(gè)字節(jié)則是用戶第 3個(gè) EEPROM的鏡像。第 8個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。第 9個(gè)字節(jié)為前 8個(gè)字節(jié)的 CRC碼。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)， DS18B20共 3位 EEPROM，并在 RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。我們在每一次讀溫度之前都必須進(jìn)行復(fù)雜的且精準(zhǔn)時(shí)序的處理，因?yàn)?DS18B20的硬件簡單結(jié)果就會導(dǎo)致軟件的巨大開消。 10 顯示模塊 本設(shè)計(jì)顯示模塊主要采用 LCD12864 液晶顯示器，其電路原理圖如下： 圖 35 LCD12864模塊 LCD12864 液晶顯示器通過數(shù)據(jù)端口也即端口 7～ 14 與主控芯片 STC12C5A60S2的 I/O 端口 P2 相連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與指令的傳輸，再通過控制端口 RS、 RW、 EN 也即端口 4～ 6 與主控芯片 ， ， 端口相接實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)和指令傳輸?shù)目刂? 。顯示模塊采用 12864 液晶顯示器可實(shí)現(xiàn)對溫度和時(shí)間的直接顯示，清晰明了。 LCD12864 的特征 帶中文字庫的 LCD12864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文 字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集。利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示 84行 1616 點(diǎn)陣的漢字 ,也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。其基本特性如下： ○ 1 低電源電壓（ VDD:++） ○ 2 顯示分辨率： 12864 點(diǎn) ○ 3 內(nèi)置漢字字 庫，提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字（簡繁體可選） 11 ○ 4 內(nèi)置 128 個(gè) 168 點(diǎn)陣字符 ○ 5 2MHZ 時(shí)鐘頻率 ○ 6 顯示方式： SIN、半透、正顯 ○ 7 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED,功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10 ○ 8 通 訊方式：串行、并行可選 ○ 9 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電路，無需外加負(fù)壓 ○ 10 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計(jì) ○ 11 工作溫度： 0℃ —+55℃ ，存儲溫度： 20℃ —+60℃ 1．模塊管腳是連接外部電路的紐帶 ，在此模塊中管腳主要由控制管腳和數(shù)據(jù)管腳等構(gòu)成，現(xiàn)將其組成情況及相關(guān)功能介紹如下： 表 31 12864 液晶模塊接口說明 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC 3 V0 對比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS) H/L RS=―H‖,表示 DB7～ DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=―L‖,表示 DB7～ DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=―H‖,E=―H‖,數(shù)據(jù)被讀到 DB7～ DB0 R/W=―L‖,E=―H→L‖, DB7～ DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7～ 14 DB0～ DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H:8 位或 4 位并口方式， L:串口方式 16 NC 空腳 17 RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端 20 K VSS 背光源負(fù)端 2．控制器控制著模塊內(nèi)部指令的發(fā)出與否，存儲器則對指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與更換，現(xiàn)將分別介紹控制器各接口及各存儲器的功能。 12 1） RS,R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式 表 32 RS,R/W 配合功能說明 RS R/W 功能說明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù) 到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) 2） E 信號 表 33 E 信號功能說明 E 狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果 高 ——低 I/O 緩沖 ——DR 配合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR——I/O 緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低 ——高 無動(dòng)作 忙標(biāo)志 BF: BF 標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。 BF=1 表示模塊在進(jìn)行內(nèi)部操作 ,此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。 BF=0 時(shí) ,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài) ,隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用STATUS RD 指令，可以將 BF 讀到 DB7 總線，從而檢驗(yàn)?zāi)K工作狀態(tài)。 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM） : 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM）是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。 DFF=1 為開顯示 ,DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上， DFF=0 為關(guān)顯示。DFF 的狀態(tài)是指令 DISPLAY ON/OFF 信號控制的。 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM ） :模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù) RAM 提供 642 個(gè)位元組的空間，最多可控制 4 行各 16 字的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù) RAM 時(shí)，可分別顯示CGROM 與 CGRAM 的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型 (16*8)、CGRAM 字型及 CGROM 的中文字型。三種字型 的選擇，由在 DDRAM 中寫入的編碼選擇，在 0000H—0006H 的編碼中將選擇 CGRAM 的自定義字型， 02H—7FH 的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于 A1 以上的編碼將自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組編碼形成中文字型的編碼。 字型產(chǎn)生 RAM(CGRAM):字型產(chǎn)生 RAM 提供圖象定義 (造字 )功能 ,可以提供四組 1616 點(diǎn)的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到 CGRAM 中，便可和 CGROM 中的定義一樣地通過 DDRAM 顯示在屏幕中。 地址計(jì)數(shù)器 AC: 地址計(jì)數(shù)器是用來貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,可由設(shè)定指令暫存器來改變 ,之后只要讀取或?qū)懭?DDRAM/CGRAM 的值時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值就會自動(dòng)加一。當(dāng) RS =0 且 R/W=1 時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值會被讀取到 DB6—DB0 中。 13 光標(biāo) /閃爍控制電路：此模塊提供硬體光標(biāo)及閃爍控制電路，由地址計(jì)數(shù)器的值來指定 DDRAM 中的光標(biāo)或閃爍位置。 3．模塊控制芯片提供兩套控制指令：基本指令和擴(kuò)充指令，這些由各控制端口和寄存器組合而成的指令可對液晶顯示器自身模式、狀態(tài)、功能等進(jìn)行設(shè)置，也可控制與其他芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的通信。其指令分別如下： 表 34 基本指令集（ RE=0） 指 令 指 令 碼 功 能 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清除 顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 將 DDRAM 填滿 20H,并且設(shè)定 DDRAM 的地址計(jì)數(shù)器 (AC)到 00H 地址 歸位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 設(shè)定 DDRAM 的地址計(jì)數(shù)器 (AC)到 00H,并且將游標(biāo)移到開頭原點(diǎn)位置 。這個(gè)指令不改變DDRAM 的內(nèi)容 顯示狀態(tài)開 /關(guān) 0 0 0 0 0 0 1 D C B D=1: 整體顯示 ON C=1: 游標(biāo) ON B=1:游標(biāo)位置反白允許 進(jìn)入點(diǎn) 設(shè)定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 指定在數(shù)據(jù)的讀取與寫入時(shí) ,設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)方向及指定顯示的移位 游標(biāo)或顯示移位控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)與顯示的移位控制位 。這個(gè)指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 功能 設(shè)定 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=0/1： 4/8 位數(shù)據(jù) RE=1: 擴(kuò)充指令操作 RE=0: 基本指令操作 設(shè)定CGRAM 地址 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設(shè)定 CGRAM 地址 設(shè)定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設(shè)定 DDRAM 地址（顯示位址） 第一行： 80H－ 87H 第二行： 90H－ 97H 讀取忙標(biāo)志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 讀取忙標(biāo)志 (BF)可以確認(rèn)內(nèi)部動(dòng)作是否完成 ,同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器 (AC)的值 寫數(shù)據(jù)到 RAM 1 0 數(shù)據(jù) 將數(shù)據(jù) D7——D0 寫入到內(nèi)部的 RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 讀出RAM 的值 1 1 數(shù)據(jù) 從內(nèi)部 RAM 讀取數(shù)據(jù) D7——D0 (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM 14 表 35 擴(kuò)展指令集（ RE=1） 指 令 指 令 碼 功 能 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 待命 模式 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 進(jìn)入待命模式 ,執(zhí)行其他指令都棵終止 待命模式 卷動(dòng)地址開關(guān)開啟 0 0 0 0 0 0 0 0 1 SR SR=1：允許輸入垂直卷動(dòng)地址 SR=0：允許輸入 IRAM 和 CGRAM 地址 反白 選擇 0 0 0 0 0 0 0 1 R1 R0 選擇 2 行中的任一行作反白顯示，并可決定反白與否。初始值 R1R0＝ 00，第一次設(shè)定為反白顯示，再次設(shè)定變回正常 睡眠 模式 0 0 0 0 0 0 1 SL X X SL=0：進(jìn)入睡眠模式 SL=1：脫離睡眠模式 擴(kuò)充 功能 設(shè)定 0 0 0 0 1 CL X RE G 0 CL=0/1： 4/8 位數(shù)據(jù) RE=1: 擴(kuò)充指令操作 RE=0: 基本指令操作 G=1/0：繪圖開關(guān) 設(shè)定繪圖RAM 地址 0 0 1 0 AC6 0 AC5 0 AC4 AC3 AC3 AC2 AC2 AC1 AC1 AC0 AC0 設(shè)定繪圖 RAM 先設(shè)定垂直 (列 )地址 AC6AC5…AC0 再設(shè)定水平 (行 )地址 AC3AC2AC1AC0 將以上 16 位地址連續(xù)寫入即可 15 當(dāng) IC1 在接受指令前 ,微處理器先確認(rèn)其內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài) ,即讀取 BF 標(biāo)志時(shí) ,BF 需為零方可接受新的指令 。如果在送出一個(gè)指令前不檢查 BF 標(biāo)志，那么在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必須延長一段較長的時(shí)間 ,即等待前一個(gè)指令確實(shí)執(zhí)行完成。 4． 12864 液晶顯示器不僅可以顯示字符同時(shí)也可以圖形，因此可以滿足不同使用者更多的要求，如顯示一幅圖畫或者一個(gè)曲線圖等。使 用者在使用時(shí)便可根據(jù)自身需求進(jìn)行不同的顯示。 1）字符顯示 :帶中文字庫的 128X640402B 每屏可顯示 4 行 8 列共 32 個(gè) 1616 點(diǎn)陣的漢字，每個(gè)顯示 RAM 可顯示 1 個(gè)中文字符或 2 個(gè) 168 點(diǎn)陣全高 ASCII 碼字符，即每屏最多可實(shí)現(xiàn) 32 個(gè)中文字符或 64 個(gè) ASCII 碼字符的顯示。帶中文字庫的128X640402B 內(nèi)部提供 1282 字節(jié)的字符顯示 RAM 緩沖區(qū)（ DDRAM）。字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示 RAM 實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)寫入內(nèi)容的不同，可分別在液晶屏上顯示 CGROM（中文字庫）、 HCGROM（ ASCII 碼字庫）及 CGRAM（自定義字形）的內(nèi)容。三種不同字符 /字型的選擇編碼范圍為： 0000～ 0006H （其代碼分別是 0000、 0002