【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)。 16 位數(shù)字?jǐn)[放是從低位到高位。 DS18B20 控制方法 DS18B20 有六條控制命令，如表 所示： 表 為 DS18B20 有六條控制命令指令約定代碼操作說明溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動 DS18B20 進行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器BEH 讀暫存器 9個字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 TH、 TL字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL 字節(jié)寫到 E2RAM 中 重新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM中的 TH、 TL字節(jié)寫到暫 器 TH、 TL 字節(jié) 讀電源供電方式 B4H 啟動 DS18B20 發(fā)送電源供電方式的信號給主 CPU DS18B20 的初始化。 （ 1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平 “1” 。 （ 2） 延時（該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點） 智能溫室系統(tǒng)設(shè)計 9 （ 3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平 “0” 。 （ 4） 延時 750 微秒（該時間的時間范圍可以從 480 到 960 微秒）。 （ 5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平 “1” 。 （ 6） 延時等待（如果初始化成功則在 15到 60 毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由 DS18B20所返回的低電平 “0” 。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進行等待，不然會使程序進入死循環(huán)，所以要進行超時控制）。 （ 7） 若 CPU 讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平 “0” 后，還要 做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（ 5）步的時間算起）最少要 480 微秒。 （ 8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平 “1” 后結(jié)束。 DS18B20 的寫操作 （ 1） 數(shù)據(jù)線先置低電平 “0” 。 （ 2） 延時確定的時間為 15 微秒。 （ 3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。 （ 4） 延時時間為 45微秒。 （ 5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 （ 6） 重復(fù)上（ 1）到（ 6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。 （ 7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。 DS18B20 的讀操作 （ 1）將數(shù)據(jù)線拉 高 “1” 。 （ 2）延時 2微秒。 （ 3）將數(shù)據(jù)線拉低 “0” 。 （ 4）延時 15 微秒。 （ 5）將數(shù)據(jù)線拉高 “1” 。 （ 6）延時 15 微秒 。 （ 7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到 1個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理。 （ 8）延時 30 微秒。 DS18B20 的測溫原理 DS18B20 的測溫原理如圖所示，圖中，低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，主要用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號并送給減法計數(shù)器 1，高溫度系數(shù)晶振在溫度變化時，其振蕩頻率有明顯改變，它所產(chǎn)生的信號可作為減法計數(shù)器2 的脈沖輸入，圖中隱含著的計數(shù)門打開時， DS18B20 即對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進行計數(shù)，進而完成信號采集。 智能溫室系統(tǒng)設(shè)計 10 DS18B20 的內(nèi)部測溫框圖 DS18B20 在光刻 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，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20的目的。 有兩種方法可確保 DS18B20 在有效轉(zhuǎn)換期內(nèi)得到足夠的電源電流。第一種方法是在溫度變換時，在 I／ O口接一個強的上拉。第二種是將其連到 VCC 外部電源，這樣就不用在 I／ O口接強上拉，也可在溫度變換期間使口線 保持高電平。以在變換時間內(nèi)允許其它數(shù)據(jù)在單總線上傳輸。也可使用外部電源通過發(fā)跳過ROM 命令和變換命令 T 來完成溫度變換。需要注意的是：在工作狀態(tài)， GND 不能懸空。 AT89C51 單片機 AT89C51 單片機是 ATMEL 公司生產(chǎn)的高性能 8 位單片機，主要功能特性如下： ①兼容 MCS51指令系統(tǒng)； ② 32 個雙向 I/O 口，兩個 16位可編程定時 /計數(shù)器； ③ 1 個串行中斷，兩個外部中斷源； ④可直接驅(qū)動 LED； ⑤低功耗空閑和掉電模式； ⑥ 4 kB 可反復(fù)擦寫 (1 000 次 )FLASI ROM； ⑦全靜態(tài)操作 O～ 24 MHz； ⑧ 128 8 b 內(nèi)部 RAM。 智能溫室系統(tǒng)設(shè)計 11 該款芯片的超低功耗和良好的性能價格比使其非常適合嵌入式產(chǎn)品應(yīng)用。 主控制器 AT89C51 的基本結(jié)構(gòu) 單片機 AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需兩個口就能 滿足覅安路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示 。 AT89C51 基本結(jié)構(gòu)圖 AT89C51 引腳圖 AT89C51 有 40 個引腳，如圖 所示 。 智能溫室系統(tǒng)設(shè)計 12 AT89C51 引腳圖 單片機 AT89C51 與 DS18B20 的通信接口 DS18B20 芯片與單片機硬件連接， DS18B20 的供電方式為外部電源，其 I/O數(shù)據(jù)線與 相連。 如圖所示。 AT89C51 與 DS18B20 的通信接口 數(shù)據(jù)處理部分 功能介紹 數(shù)據(jù)處理部分使用的器件是 MCS51系列單片機 AT89C52，它自帶 8K的 FLASH 程序存儲器，它的核心處理單元為 8位。數(shù)據(jù)處理主要是對數(shù)字溫度傳 感器采集溫智能溫室系統(tǒng)設(shè)計 13 度數(shù)據(jù)，并進行邏輯判斷，根據(jù)數(shù)據(jù)的具體情況輸出到 LCM 顯示和使繼電器動作。 這部分包括三個方面的工作，主要由三個子程序來完成，分別為 GETWD、DATAPRO 和 ZTBJ。 它主要的功能包括初始化數(shù)字溫度傳感器、寫數(shù)據(jù)到數(shù)字溫度傳感器、從數(shù)字溫度傳感器讀數(shù)據(jù)三個步驟。從這個子程序讀出的 數(shù)據(jù)由兩個字節(jié)組成，高字節(jié)為 35H，低字節(jié)為 34H，數(shù)據(jù)格式如下圖 所示。 S S S S S 02 12? 0 0 0 高字節(jié)前五位為符號位，低字節(jié)在傳感器設(shè)置為 9 位分辨率的情況下，最低三位由 0 補充。 數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，其主要處理過程如框圖 所示 。 數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié) 首先，把高位字節(jié)不帶進位位 Cy 左移四位，再與 F0H 相與，把低四位置零，高四位保持不變，把所得結(jié)果存儲，低位字節(jié)的處理是：首先把該字節(jié)高低四位相互交換，存儲該字節(jié)在 R3 中，然后把這個數(shù)據(jù)與 0FH 相與去除高四位，最后把這個低位字節(jié)與處理后的高位字 節(jié)相或，把高低位字節(jié)最后處理為一個字節(jié)，除去最高位符號位，后七位就是要顯示的數(shù)據(jù)，存儲在 36H 中。最后把 R3 中數(shù)據(jù)取出，帶進位位左移一位，判斷其進位標(biāo)志位 C 是否為“ 1”，若為“ 1”則把智能溫室系統(tǒng)設(shè)計 14 數(shù)字 5存儲在 37H 中，供 LCM 顯示測量值小數(shù)部分。否則把 37H 中置零。到此，整個數(shù)據(jù)處理過程到此結(jié)束。 系統(tǒng)整體硬件電路 控制器使用 AT89C51，溫度傳感器使用 DS18B20，用 4位共陽 LED 數(shù)碼管以動態(tài)掃描實現(xiàn)溫度顯示。 按鍵復(fù)位電路時電復(fù)位加手動復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復(fù)位，這樣不用重啟單片機電 源就可以實現(xiàn)復(fù)位。 第三章 軟件的設(shè)計 程序流程 本系統(tǒng)軟件主要由主控機程序和從機程序兩部分構(gòu)成。主程序主要實現(xiàn)系統(tǒng)的初始化、數(shù)據(jù)顯示、從機相關(guān)信息設(shè)定及通信的處理。系統(tǒng)的初始化包括寄存器的初始化 (控制寄存器、堆棧、中斷寄存器等 )，通信初始化 (串口的初始化，MAX485 的初始化，通信緩沖區(qū)的初始化 )，數(shù)碼管初始化，輸出端口的初始化，以及采集、累計數(shù)據(jù)的初始化。數(shù)據(jù)顯示則包括各類參數(shù)、測量數(shù)據(jù)等的