基于at89c2051單片機ds18b20電子溫度計溫度控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-01-12 09:37 本頁面
【文章內容簡介】 在后，數(shù)據(jù)格式以℃／ LSB 式表示。 當符號位 S＝ 0 時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S＝ 1 時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。表 2 是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。 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 T＞ TH 或 T＜ TL，則將該器件內的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令做出響應。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（ CRC）。主機 ROM 的前 56 位來計算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。 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 的各種操作按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初使化 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(shù)據(jù)。分別說明如下： 1 初始化 單總線的所有處理均從初始化開始。初始化過程是主機通過向作為從機的 DS18B20 芯片發(fā)一個有時間寬度要求的初始化脈沖實現(xiàn)的。初始化后，才可進行讀寫操作。 2 ROM 操作命令 總線主機檢測到 DS18B20 的存在 便可以發(fā)出 ROM 操作命令之一 這些命令表 ： 表 ROM 操作命令 指 令 代 碼 Read ROM 讀 ROM [33H] Match ROM 匹配 ROM [55H] Skip ROM 跳過 ROM] [CCH] Search ROM 搜索 ROM [F0H] Alarm search 告警搜索 [ECH] 存儲器操作 命令如表 ： 表 存儲器操作命令 指令 代碼 Write Scratchpad 寫暫存存儲器 [4EH] Read Scratchpad 讀暫存存儲器 [BEH] Copy Scratchpad 復 制 暫 存 存 儲 器 [48H] Convert Temperature 溫度變換 [44H] Recall EPROM 重新 調出 [B8H] Read Power supply 讀電源 [B4H] 4 時序 主機使用時間隙 time slots 來讀寫 DS18B20 的數(shù)據(jù)位和寫命令字的位 ①初始化 圖 初始化時序 時序見圖 ，主機總線 to 時刻發(fā)送一復位脈沖 最短為 480us 的低電平信號 ，接著在 tl 時刻釋放總線并進入接收狀態(tài)。 DS18B20 在檢測到總線的上升沿之后等待 1560us，接著 DS18B20 在 t2時刻發(fā)出存在脈沖 低電平 持續(xù) 60240 us 。如圖中虛線所示： ②寫時間隙 寫 0 時序 寫 1 時序 當主機總線 t o 時刻從高拉至低電平時，就產(chǎn)生寫時間 .。從 to 時刻開始 15us 之內應將所需寫的位送到總線上， DSl820 在 t o 后 1560us 間對總線采樣。若低電平，寫入的位是 0。若高電平寫入的位是。連續(xù)寫 2 位間的間隙應大于 1us。 ③讀時間隙 見圖 ，主機總線 to 時刻從高拉至低電平時，總線只須保持低電平 l us。之后在 t1 時刻將總線拉高，產(chǎn)生讀時間隙，讀時間隙在 t1 時刻后 t 2 時刻前有效， t 2 距 to 為 15us。也就是說 t 2 時刻前主機必須完成讀位，并在 t o 后的60us 一 120us 內釋放總線，讀位子程序 讀得的位到 C 中 。 圖 讀時序 DSl820 多路測量簡介 圖 DSl820 原理框圖 每一片 DSl820 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號，出廠前已寫入片內ROM 中，主機在進入操作程序前必須逐一接入 DS18B20 用讀 ROM 33H 命令將該DS18B20 的序列號讀出并登錄。當主機需要對眾多在線 DS18B20 的某一個進行操作時，首先要發(fā)出匹配 ROM 命令 55H ，緊接著主機提供 64 位序列 包括該DS18B20 的 48 位序列號 。之后的操作就是針對該 DS18B20 的。而所謂跳過 ROM命令即： MOV A,0CCH。 圖 中先有跳過 ROM，即是啟動所有 DS18B20 進行溫度變換，之后通過匹配 ROM 再逐一地讀回每個 DS18B20 的溫度數(shù)據(jù)。在 DS18B20 組成的測溫系統(tǒng)中，主機在發(fā)出跳過 ROM 命令之后，再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉換 啟動碼 44H，就可以實現(xiàn)所有 DS18B20 的統(tǒng)一轉換，再經(jīng)過 1s 后，就可以用很少的時間去逐一讀取。這種方式使其 T 值往往小于傳統(tǒng)方式。（由于采取公用的放大電路和 A/D 轉換器只能逐一轉換）。顯然通道數(shù)越多，這種省時效應就越明顯。 DS1820 使用中注意事項 DS1820 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點 ,但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題： 1 較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償 ,由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送 ,因此 ,在對 DS1820 進行讀寫編程時 ,必須嚴格的保證讀寫時序 ,否則將無法讀取測溫結果。在使用 PL/M、 C 等高級語言進行系統(tǒng)程序設計時 ,對 DS1820 操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 2 在 DS1820 的有關資料中均未提及單總線上所掛 DS1820 數(shù)量問題 ,容易使人誤認為可以掛任意多個 DS1820,在實際應用中并非如此。當單總線上所掛 DS1820 超過 8 個時 ,就需要解決微處理器的總線驅動問題 ,這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時要加以注意。 3 連接 DS1820 的總線電纜是有長度限制的。試驗中 ,當采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m 時 ,讀取的 測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時 ,正常通訊距離可達 150m,當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時 ,正常通訊距離進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此 ,在用 DS1820 進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。 4 在 DS1820 測溫程序設計中 ,向 DS1820 發(fā)出溫度轉換命令后 ,程序總要等待 DS1820的返回信號 ,一旦某個 DS1820接觸不好或斷線 ,當程序讀該 DS1820時 ,將沒有返回信號 ,程序進入死循環(huán)。這一點在進行 DS1820 硬件連接和軟件設計時也要給予一定的重視。 測溫電纜線建議采用屏蔽 4 芯雙絞線 ,其中一對線接地線與信號線 ,另一組接 VCC 和地線 ,屏蔽層在源端單點接地。 穩(wěn)壓電源 7805 7805 管腳圖
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