【文章內(nèi)容簡介】 了對外部電源的需求。每個 DS18B20 都有一個獨特的 64 位序列號，從而允許多只 DS18B20同時連在一根單線總線上；因此，很簡單就可以用一個微控制器去控制很多覆蓋在一大片區(qū) 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 10 域的 DS18B20。這一特性在 HVAC 環(huán)境控制、探測建筑物、儀器或機器的溫度以及過程監(jiān)測和控制等方面非常有用。 表 詳細的引腳說明 引腳 引腳 符號 說明 5 1 GND 接地 4 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。對于單線操作：漏極開路。當工作在寄生電源模式時用來提供電源（建 “寄生電源”節(jié)） 3 3 VDD 電源 圖 是表示 DS18B20 的方框圖，表 已經(jīng)給出了引腳說明。 64 位只讀存儲器儲存器件的唯一片序列號。高速暫存器含有兩個字節(jié)的溫度寄存器，這兩個寄存器用來存儲溫度傳感器輸出的數(shù)據(jù)。除此之外，高速暫存器提供一個直接的溫度報警值寄存器（ TH 和 TL），和一個字節(jié)的的配置寄存器。配置寄存器允許用戶將溫度的精度設(shè)定為 9， 10， 11 或 12 位。TH,TL 和配置寄存器是非易失性的可擦除程序寄存器（ EEPROM），所以存儲的數(shù)據(jù)在器件掉電時不會消失。 DS18B20 通過達 拉斯公司獨有的單總線協(xié)議依靠一個單線端口通訊。當全部器件經(jīng)由一個 3 態(tài)端口或者漏極開路端口（ DQ 引腳在 DS18B20 上的情況下 )與總線連接的時候，控制線需要連接一個弱上拉電阻。在這個總線系統(tǒng)中，微控制器（主器件）依靠每個器件獨有的 64 位片序列號辨認總線上的器件和記錄總線上的器件地址。 由于每個裝置有一個獨特的片序列碼 ,總線可以連接的器件數(shù)目事實上是無限的。單總線協(xié)議，包括指令的詳細解釋和“時序”見單總線系統(tǒng)節(jié)。 DS18B20 的另一個功能是可以在沒有外部電源供電的情況下工作。當總線處于高電平狀態(tài)， DQ 與上拉電阻 連接通過單總線對器件供電。同時處于高電平狀態(tài)的總線信號對內(nèi)部電容（ Cpp）充電，在總線處于低電平狀態(tài)時，該電容提供能量給器件。這種提供能量的形式被稱為“寄生電源”。作為替代選擇， DS18B20 同樣可以通過 VDD 引腳連接外部電源供電。 測溫操作 DS18B20 的核心功能是它的直接讀數(shù)字的溫度傳感器。溫度傳感器的精度為用戶可編程的 9， 10， 11 或 12 位，分 別以 ℃， ℃， ℃和 ℃增量遞增。在上電狀態(tài)下默認的精度為 12 位。 DS18B20 啟動后保持低功耗等待狀態(tài)；當需要執(zhí)行溫 度測量和 AD轉(zhuǎn)換時，總線控制器必須發(fā)出 [44h]命令。在那之后，產(chǎn)生的溫度數(shù)據(jù)以兩個字節(jié)的形式被存儲到高速暫存器的溫度寄存器中， DS18B20 繼續(xù)保持等待狀態(tài)。當 DS18B20 由外部電源供電時，總線控制器在溫度轉(zhuǎn)換指令之后發(fā)起“讀時序”， DS18B20 正在溫度轉(zhuǎn)換中返回 0,轉(zhuǎn)換結(jié)束返回 1。如果 DS18B20 由寄生電源供電，除非在進入溫度轉(zhuǎn)換時總線被一個強上拉拉高，否則將不會由返回值。寄生電源的總線要求在 DS18B20 供電節(jié)詳細解釋。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 11 表 (a) 溫度寄存器格式 bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 LS Byte 23 22 2 1 21 22 23 24 Bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 LS Byte s s s s S 26 25 24 表 (b) 溫度 /數(shù)據(jù)關(guān)系 溫度 ℃ 數(shù)據(jù)輸出（二進制） 數(shù)據(jù)輸出（十六進制） +125 0000 0111 1101 0000 07D0h +85 0000 0101 0101 0000 0550h + 0000 0001 1001 0001 0191h + 0000 0000 1010 0010 00A2h + 0000 0000 0000 1000 0008h 0 0000 0000 0000 0000 0000h 1111 1111 1111 1000 FFF8h 1111 1111 0101 1110 FF5Eh 1111 1110 0110 1111 FE6Eh 55 1111 1100 1001 0000 FC90h 上電復(fù)位時溫度寄存器默認值為＋ 85℃ ；報警操作信號： DS18B20 完成一次溫度轉(zhuǎn)換后，就拿溫度值與和存儲在 TH 和 TL 中一個字節(jié)的用戶自定義的報警預(yù)置值進行比較。標志位（ S）指出溫度值的正負：正數(shù) S=0,負數(shù) S=1。 TH 和 TL 寄存器是非易失性的，所以它們在掉電時仍然保存數(shù)據(jù)。在存儲器節(jié)將解釋 TH 和 TL 是怎么存入高速暫存器的第 2 和第3 個字節(jié)的。當 TH 和 TL 為 8 位寄存器時， 4 位溫度寄存器中的 11 個位用來和 TH、 TL 進行比較。如果測得的溫度高于 TH 或低于 TL，報警條件成立， DS18B20 內(nèi)部就會置位一個報警標識。 每進行一次測溫就對這個標識進行一次更新；因此，如果報警條件不成立了，在下一次溫度轉(zhuǎn)換后報警標識將被移去?？偩€控制器通過發(fā)出報警搜索命令 [ECh]檢測總線上所有的 DS18B20 報警標識。任何置位報警標識的 DS18B20 將響應(yīng)這條命令，所以總線控制器能精確定位每一個滿足報警條件的 DS18B20。如果報警條件成立，而 TH 或 TL 的設(shè)置已經(jīng)改變，另一個溫度轉(zhuǎn)換將重新確認報警條件； DS18B20 供電： DS18B20 可以通過從 VDD引腳接入一個外部電源供電，或者可以工作于寄生電源模式，該模式允許 DS18B20 工作于無外部 電源需求狀態(tài)。寄生電源在進行遠距離測溫時是非常有用的。寄生電源的控制回路見圖 1，當總線為高電平時，寄生電源由單總線通過 VDD 引腳。這個電路會在總線處于高電平時偷能量，部分汲取的能量存儲在寄生電源儲能電容（ Cpp）內(nèi)，在總線處于低電平時釋放能量以提供給器件能量。當 DS18B20 處于寄生電源模式時， VDD 引腳必須接地；寄生電源模式下，單總線和 Cpp 在大部分操作中能提供充分的滿足規(guī)定時序和電壓的電流（見直流電特性和交流電特性節(jié)）給 DS18B20。然而，當 DS18B20 正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換或從高速暫存器向 EPPROM 傳 送數(shù)據(jù)時，工作電流可能高達 。這個電流可能會引起連接單總線 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 12 的弱上拉電阻的不可接受的壓降，這需要更大的電流，而此時 Cpp 無法提供。為了保證DS18B20 由充足的供電，當進行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù)據(jù)到 EEPROM 操作時，必須給單總線提供一個強上拉。用漏極開路把 I/O 直接拉到電源上就可以實現(xiàn)，見圖 4。在發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令 [44h]或拷貝暫存器指令 [48h]之后，必須在至多 10us 之內(nèi)把單總線轉(zhuǎn)換到強上拉，并且在溫度轉(zhuǎn)換時序 (tconv)或拷貝數(shù)據(jù)時序 (ter=10 ms)必須一直保持為強上拉狀態(tài)。當強上拉狀態(tài)保持 時，不允許有其它的動作。 對 DS18B20 供電的另一種傳統(tǒng)辦法是從 VDD 引腳接入一個外部電源，見圖 5。這樣做的好處是單總線上不需要強上拉。而且總線不用在溫度轉(zhuǎn)換期間總保持高電平；溫度高于100℃時，不推薦使用寄生電源，因為 DS18B20 在這種溫度下表現(xiàn)出的漏電流比較大，通訊可能無法進行。在類似這種溫度的情況下，強烈推薦使用 DS18B20 的 VDD 引腳。對于總線控制器不直到總線上的 DS18B20 是用寄生電源還是用外部電源的情況， DS18B20 預(yù)備了一種信號指示電源的使用意圖。總線控制器發(fā)出一個 Skip ROM 指令 [CCh]，然后發(fā)出讀電源指令 [B4h]，這條指令發(fā)出后，控制器發(fā)出讀時序，寄生電源會將總線拉低，而外部電源 會將總線保持為高。如果總線被拉低，總線控制器就會知道需要在溫度轉(zhuǎn)換期間對單總線提供強上拉。 復(fù)位序列：復(fù)位和存在脈沖 和 DS18B20 間的任何通訊都需要以初始化序列開始，初始化序列見圖 13。一個復(fù)位脈沖跟著一個存在脈沖表明 DS18B20 已經(jīng)準備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 在初始化序列期間，總線控制器拉低總線并保持 480us 以發(fā)出（ TX）一個復(fù)位脈沖，然后釋放總線，進入接收狀態(tài)（ RX）。單總線由 5K 上拉電阻拉到高電平。當 DS18B20 探測到 I/O 引腳上的上升沿后，等待 1560us,然后發(fā)出一個由 60240us 低電平信號構(gòu)成的存在脈沖。 圖 （ a） 初始化時序圖 4 8 0 us 480 usDS 18 B 20 存在脈沖60 ~ 240 us等待Ds 18 b 205 ~ 60 us 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 13 讀 /寫時序 ， DS18B20 的數(shù)據(jù)讀寫是通過時序處理位來確認信息交換的。寫時序 由兩種寫時序：寫 1 時序和寫 0 時序?？偩€控制器通過寫 1 時序?qū)戇壿?1 到 DS18B20，寫 0 時序?qū)戇壿?0 到 DS18B20。所有寫時序必須最少持續(xù) 60us，包括兩個寫周期之間至少 1us 的恢復(fù)時間。當總線控制器把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉到低電平的時候，寫時序開始。總線控 制器要生產(chǎn)一個寫時序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時序開始后的 15us 釋放總線。當總線被釋放的時候， 5K 的上拉電阻將拉高總線。總控制器要生成一個寫 0 時序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并持續(xù)保持（至少 60us）?？偩€控制器初始化寫時序后， DS18B20 在一個15us 到 60us 的窗口內(nèi)對 I/O 線采樣。如果線上是高電平，就是寫 1。如果線上是低電平，就是寫 0。 圖 （ b）溫度傳感器讀 /寫時序 讀時序 ： 總線控制器發(fā)起讀時序時， DS18B20 僅被用來傳輸數(shù)據(jù)給控制器。因此，總線控制器在發(fā)出讀暫存器指令 [BEh]或讀電源模式指令 [B4H]后必須立刻開始讀時序， DS18B20可以提供請求信息。除此之外，總線控制器在發(fā)出發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令 [44h]或召回 EEPROM指令 [B8h]之后讀時序，詳見 DS18B20 功能指令節(jié)。 所有讀時序必須最少 60us,包括兩個讀周期間至少 1us 的恢復(fù)時間。當總線控制器把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時，讀時序開始，數(shù)據(jù)線必須至少保持 1us,然后總線被釋放 。在 控制器寫 0 時序60 us TX ” 0 ” 120 us控制器寫 1 時序 1 us T ∞控制器讀 0 時序控制器讀 1 時序15 us 45 us控制器采樣15 us控制器采樣 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 14 總線控制器發(fā)出讀時序后， DS18B20 通過拉高或拉低總線上來傳輸 1 或 0。當傳輸邏輯 0結(jié)束后，總線將被釋放，通過上拉電阻回到上升沿狀 態(tài)。從 DS18B20 輸出的數(shù)據(jù)在讀時序的下降沿出現(xiàn)后 15us 內(nèi)有效。 因此，總線控制器在讀時序開始后必須停止把 I/O 腳驅(qū)動為低電平 15us,以讀取 I/O 腳狀態(tài)。 無線收發(fā)模塊 pt2262/2272 介紹 PT2262/2272 是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路， PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳 (懸空 ,接高電平 ,接低電平 ),任意組合可提供 531441 地址碼 ,PT2262 最多可有 6 位 (D0D5)數(shù)據(jù)端管腳 ,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行 輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后， VT 腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當發(fā)射機沒有按鍵按下時， PT2262 不接通電源，其 17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當有按鍵按下時， PT2262 得電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當 17 腳為高電平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高 頻信號，當 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于 PT2262 的 17 腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ ASK 調(diào)制）相當于調(diào)制度為 100％的調(diào)幅。 PT2262/2272 特點： CMOS 工藝制造，低功耗，外部元器件少， RC 振蕩電阻，工作電壓范圍寬： ～ 15v ，數(shù)據(jù)最多可達 6 位，地址碼最多可達 531441 種。應(yīng)用范圍：車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具、其他電器遙控。 圖 無線收發(fā)模塊實物圖 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 15 表 芯片管腳對應(yīng)表 名稱 管腳 說明 A0A11 1 1013 地址管腳 ,用于進行地址編碼 ,可置為“ 0” ,“ 1” ,“ f” (懸空 ) D0D5 7 1013 數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“ 1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉 VCC 18 電源正端（＋） VSS 9 電源負端