【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)總線用來與單片機相連接 ,本系統(tǒng)中 DS 與單片機 接口連接 ,僅此一個連接就能保證 DS18B20與單片機之間的數(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)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。一個工作周期可分為兩個部分，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）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設置不由用戶更改。 DS18B20共 64位 ROM， RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20共 9個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為 8位。第 2個字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 4個字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位時其值將被刷新。第 5個字節(jié)則是用戶第 3個 EEPROM的鏡像。第 8個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。第 9個字節(jié)為前 8個字節(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)，上下限溫度報警值和校驗數(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行復雜的且精準時序的處理，因為 DS18B20的硬件簡單結(jié)果就會導致軟件的巨大開消。 10 顯示模塊 本設計顯示模塊主要采用 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 液晶顯示器可實現(xiàn)對溫度和時間的直接顯示，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)部含有國標一級、二級簡體中文 字庫的點陣圖形液晶顯示模塊其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置 8192 個 16*16 點漢字和 128 個 16*8 點 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)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示 84行 1616 點陣的漢字 ,也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點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，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。其基本特性如下： ○ 1 低電源電壓（ VDD:++） ○ 2 顯示分辨率： 12864 點 ○ 3 內(nèi)置漢字字 庫，提供 8192 個 1616 點陣漢字（簡繁體可選） 11 ○ 4 內(nèi)置 128 個 168 點陣字符 ○ 5 2MHZ 時鐘頻率 ○ 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，無需外加負壓 ○ 10 無需片選信號，簡化軟件設計 ○ 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 復位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端 20 K VSS 背光源負端 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)行動作 結(jié)果 高 ——低 I/O 緩沖 ——DR 配合 /W 進行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR——I/O 緩沖 配合 R 進行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低 ——高 無動作 忙標志 BF: BF 標志提供內(nèi)部工作情況。 BF=1 表示模塊在進行內(nèi)部操作 ,此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。 BF=0 時 ,模塊為準備狀態(tài) ,隨時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，從而檢驗模塊工作狀態(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 個位元組的空間，最多可控制 4 行各 16 字的中文字型顯示，當寫入顯示數(shù)據(jù) RAM 時，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 以上的編碼將自動的結(jié)合下一個位元組，組成兩個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。 地址計數(shù)器 AC: 地址計數(shù)器是用來貯存 DDRAM/CGRAM 之一的地址 ,可由設定指令暫存器來改變 ,之后只要讀取或?qū)懭?DDRAM/CGRAM 的值時，地址計數(shù)器的值就會自動加一。當 RS =0 且 R/W=1 時，地址計數(shù)器的值會被讀取到 DB6—DB0 中。 13 光標 /閃爍控制電路：此模塊提供硬體光標及閃爍控制電路，由地址計數(shù)器的值來指定 DDRAM 中的光標或閃爍位置。 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)、功能等進行設置，也可控制與其他芯片進行數(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,并且設定 DDRAM 的地址計數(shù)器 (AC)到 00H 地址 歸位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X 設定 DDRAM 的地址計數(shù)器 (AC)到 00H,并且將游標移到開頭原點位置 。這個指令不改變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 ON B=1:游標位置反白允許 進入點 設定 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 ,設定游標的移動方向及指定顯示的移位 游標或顯示移位控制 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 設定游標的移動與顯示的移位控制位 。這個指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 功能 設定 0 0 0 0 1 DL X RE X X DL=0/1： 4/8 位數(shù)據(jù) RE=1: 擴充指令操作 RE=0: 基本指令操作 設定CGRAM 地址 0 0 0 1 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設定 CGRAM 地址 設定DDRAM 地址 0 0 1 0 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 設定 DDRAM 地址（顯示位址） 第一行： 80H－ 87H 第二行： 90H－ 97H 讀取忙標志和地址 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 讀取忙標志 (BF)可以確認內(nèi)部動作是否完成 ,同時可以讀出地址計數(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 進入待命模式 ,執(zhí)行其他指令都棵終止 待命模式 卷動地址開關(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，第一次設定為反白顯示，再次設定變回正常 睡眠 模式 0 0 0 0 0 0 1 SL X X SL=0：進入睡眠模式 SL=1：脫離睡眠模式 擴充 功能 設定 0 0 0 0 1 CL X RE G 0 CL=0/1： 4/8 位數(shù)據(jù) RE=1: 擴充指令操作 RE=0: 基本指令操作 G=1/0：繪圖開關(guān) 設定繪圖RAM 地址 0 0 1 0 AC6 0 AC5 0 AC4 AC3 AC3 AC2 AC2 AC1 AC1 AC0 AC0 設定繪圖 RAM 先設定垂直 (列 )地址 AC6AC5…AC0 再設定水平 (行 )地址 AC3AC2AC1AC0 將以上 16 位地址連續(xù)寫入即可 15 當 IC1 在接受指令前 ,微處理器先確認其內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài) ,即讀取 BF 標志時 ,BF 需為零方可接受新的指令 。如果在送出一個指令前不檢查 BF 標志，那么在前一個指令和這個指令中間必須延長一段較長的時間 ,即等待前一個指令確實執(zhí)行完成。 4． 12864 液晶顯示器不僅可以顯示字符同時也可以圖形，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曲線圖等。使 用者在使用時便可根據(jù)自身需求進行不同的顯示。 1）字符顯示 :帶中文字庫的 128X640402B 每屏可顯示 4 行 8 列共 32 個 1616 點陣的漢字，每個顯示 RAM 可顯示 1 個中文字符或 2 個 168 點陣全高 ASCII 碼字符，即每屏最多可實現(xiàn) 32 個中文字符或 64 個 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