【文章內容簡介】 Byte6Byte7Byte8 圖 7 高速暫存RAM結構圖前2個字節(jié)包含測得的溫度信息，第3和第4字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數字轉換分辨率。DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數值。溫度低位溫度高位THTL配置保留保留保留8位CRC LSB MSB當DS18B20接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第1，2字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數據，讀取時低位在前，高位在后， 5 ℃/LSB形式表示。溫度值格式如下：2322212021222324 MSB LSBSSSSS262524 MSB LSB 這是12位轉化后得到的12位數據，存儲在18B20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0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。圖中，S表示位。對應的溫度計算：當符號位S=0時，表示測得的溫度植為正值，直接將二進制位轉換為十進制；當S=1時，表示測得的溫度植為負值，先將補碼變換為原碼，再計算十進制值。例如+125℃的數字輸出為07D0H，+℃的數字輸出為0191H，℃的數字輸出為FF6FH，55℃的數字輸出為FC90H。DS18B20溫度傳感器主要用于對溫度進行測量，數據可用16位符號擴展的二進制補碼讀數形式提供，℃／LSB形式表示。表2是部分溫度值對應的二進制溫度表示數據。溫度/℃二進制表示十六進制表示+12500000111 1101000007D0H+00000001 100100010191H+00000000 000010000008H000000000 000000000000H11111111 11111000FFF8H11111110 01101111FE6FH5511111100 10010000FC90H表2 部分溫度值DS18B20完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內容作比較，若TTH或TTL,則將該器件內的告警標志置位，并對主機發(fā)出的告警搜索命令作出響應。因此，可用多只DS18B20同時測量溫度并進行告警搜索。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余校驗碼（CRC）。主機根據ROM的前 56位來計算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比較，以判斷主機收到的ROM數 據是否正確。4. DS18B20測溫原理DS18B20的測溫原理如圖8所示，圖中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小,用于產生固定頻率的脈沖信號送給減法計數器1，高溫度系數晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產生的信號作為減法計數器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數門，當計數門打開時，DS18B20就對低溫度系數振蕩器產生的時鐘脈沖后進行計數，每次測量前，首先將55 ℃所對應的基數分別置入減法計數器1和溫度寄存器中，減法計數器1和溫度寄存器被預置在55 ℃所對應的一個基數值。減法計數器1對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行減法計數，當減法計數器1的預置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數器 1的預置將重新被裝入,減法計數器1重新開始對低溫度系數晶振產生的脈沖信號進行計數,如此循環(huán)直到減法計數器2計數到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數值即為所測溫圖2中的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，于修正減法計數器的預置值，只要計數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。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲器操作命令→處理數據。在正常測溫情況下，℃，可采用下述方法獲得高分辨率的溫度測量結果：首先用DS1820提供的讀暫存器指令（BEH）℃為分辨率的溫度測量結果，然后切去測量結果中的最低有效位（LSB），得到所測實際溫度的整數部分Tz，然后再用BEH指令取計數器1的計數剩余值Cs和每度計數值CD?！?、℃為進位界限的關系，實際溫度Ts可用下式計算： Ts=（℃）+(CDCs)/CD 溫度報警電路本設計采軟件處理報警，利用有源蜂鳴器進行報警輸出，采用直流供電。當所測溫度超過獲低于所預設的溫度時，數據口相應拉高電平，報警輸出。本系統(tǒng)是直接將蜂鳴器直接接在單片機的17腳。 電源設計單片機的工作電源電壓為5（1177。）V且典型值為5V。本系統(tǒng)是采用USB接口提供5V電源，連線圖如圖10所示 4．軟件設計 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數據刷新子程序等。 程序流程 主程序流程圖主程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次。這樣可以在一秒之內測量一次被測溫度，其程序流程見圖11所示。初始化調用顯示子程序1S到？初次上電讀出溫度值溫度計算處理顯示數據刷新發(fā)溫度轉換開始命令NYNYY發(fā)DS18B20復位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作，CRC校驗9字節(jié)完？CRC校驗正？確？移入溫度暫存器結束　NNY 圖11 主程序流程圖 圖12讀溫度流程圖 各子程序流程圖1. 讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數據的改寫。其程序流程圖如圖12發(fā)DS18B20復位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)溫度轉換開始命令 結束圖13 溫度轉換流程圖2. 溫度轉換命令子程序溫度轉換命令子程序主要是發(fā)溫度轉換開始命令，當采用12位分辨率時轉換時間約為750ms，在本程序設計中采用1s顯示程序延時法等待轉換的完成。溫度轉換命令子程序流程圖如上圖，圖13所示3. 計算溫度子程序計算溫度子程序將RAM中讀取值進行BCD碼的轉換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖14所示。溫度數據移入顯示寄存器十位數0？百位數0？十位數顯示符號百位數不顯示百位數顯示數據（不顯示符號） 結束NNYY 開始溫度零下?溫度值取補碼置“—”標志計算小數位溫度BCD值 計算整數位溫度BCD值 結束置“+”標志NY 圖14　計算溫度流程圖 圖15　顯示數據刷新流程圖4. 顯示數據刷新子程序顯示數據刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數據進行刷新操作，當最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。程序流程圖如圖15。 程序35S1OK　 EQU 5FHTEMPUTER　 EQU 39HTEMPH EQU 5EHTEMPL　EQU 5DHMS50　 EQU 5CHSIGN 　EQU 5BH S1 BIT S2 BIT S3 BIT S4 BIT ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP 　TOIT ORG 0030HMAIN:MOV SP, 60H MOV TMOD, 01H MOV TH0, 3CH MOV TL0, 0B0H SETB ET0 SETB TR0 SETB EA MOV TEMPH, 30 MOV TEMPL, 9 MOV TEMPUTER, 15。溫度最始值 MOV S1OK, 00H MOV SIGN, 00H MOV 38H, 0BH MOV 37H, 0CH MOV 36H, 0BH ACALL DISP ACALL T1S。***********************************。 主程序。***********************************START: JB S1, NET1 ACALL T12MS JB S1, NET1 JNB S1, $ INC SIGN MOV A, SIGN CJNE A, 1, TIAO ACALL TIAOTL TIAO:CJNE A, 2, NET1 MOV SIGN, 0 ACALL TIAOTH。***********************************NET1: MOV A, S1OK CJNE A, 1, START MOV A, TEMPUTER SUBB A, TEMPH JNB , ALEM MOV A, TEMPUTER SUBB A, TEMPL JB , ALEM SETB ACALL WENDU ACALL DISP MOV S1OK, 00H AJMP STARTALEM: MOV 36H, 0CH MOV 37H, 0CH MOV 38H, 0CH CLR ACALL DISP ACALL T1S LCALL WENDU LCALL DISP MOV S1OK, 00H SJMP START。***********************************TIAOTL:MOV 50H, TEMPUTER MOV 37H, TEMPL ACALL BIN_BCD ACALL DISP ACALL T12MS ACALL T12MS ACALL T12MS ACALL T12MS MOV 36H, 0AH MOV 37H, 0AH MOV 38H, 0AH ACALL DISP ACALL T12MS ACALL T12MS ACALL T12MS ACALL T12MS JB S2, ADD1 ACALL T12MS JB S2, ADD1 JNB S2, $ INC TEMPL MOV A, TEMPL CJNE A, 100, ADD1 MOV TEMPL, 0 ADD1: JB S3, ADD2 ACALL T12MS JB S3, ADD2 JNB S3, $ DEC TEMPL