【正文】 式時, VDD 和GND 均接地, 他在需要遠程溫度探測和空間受限的場合特別有用, 原理是當1 W ire 總線的信號線DQ 為高電平時, 竊取信號能量給DS18B20 供電, 同時一部分能量給內(nèi)部電容充電, 當DQ為低電平時釋放能量為DS18B20 供電。但寄生電源方式需要強上拉電路, 軟件控制變得復雜(特別是在完成溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到E2PROM 時) , 同時芯片的性能也有所降低。因此, 在條件允許的場合, 盡量采用外供電方式。無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電。在這里采用前者方式供電。： DS18B20與單片機的連接外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點，即使電源電壓VCC 降到3V 時，依然能夠保證溫度量精度。由于DS18B20 只有一根數(shù)據(jù)線，因此它和主機（單片機）通信是需要串行通信，而AT89S51 有兩個串行端口，所以可以不用軟件來模擬實現(xiàn)。經(jīng)過單線接口訪問DC18B20 必須遵循如下協(xié)議：初始化、ROM 操作命令、存儲器操作命令和控制操作。要使傳感器工作，一切處理均嚴格按照時序。主機發(fā)送（Tx）復位脈沖（最短為480μs 的低電平信號）。接著主機便釋放此線并進入接收方式（Rx）。在檢測到I/O 引腳上的上升沿之后，DS18B20 等待15～60μs,并且接著發(fā)送脈沖（60～240μs 的低電平信號）。然后以存在復位脈沖表示DS18B20 已經(jīng)準備好發(fā)送或接收，然后給出正確的ROM 命令和存儲操作命令的數(shù)據(jù)。DS18B20 通過使用時間片來讀出和寫入數(shù)據(jù)，時間片用于處理數(shù)據(jù)位和進行何種指定操作的命令。它有寫時間片和讀時間片兩種：l 寫時間片：當主機把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時，產(chǎn)生寫時間片。有兩種類型的寫時間片：寫1 時間片和寫0 時間片。所有時間片必須有60 微秒的持續(xù)期，在各寫周期之間必須有最短為1微秒的恢復時間.l 讀時間片：從DS18B20 讀數(shù)據(jù)時，使用讀時間片。當主機把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時產(chǎn)生讀時間片。數(shù)據(jù)線在邏輯低電平必須保持至少1 微秒；來自DS18B20 的輸出數(shù)據(jù)在時間下降沿之后的15 微秒內(nèi)有效。為了讀出從讀時間片開始算起15微秒的狀態(tài)，主機必須停止把引腳驅(qū)動拉至低電平。在時間片結(jié)束時，I/O 引腳經(jīng)過外部的上上拉電阻拉回高電平，所有讀時間片的最短持續(xù)期為60 微秒，包括兩個讀周期間至少1μs 的恢復時間。一旦主機檢測到DS18B20 的存在，它便可以發(fā)送一個器件ROM 操作命令。所有ROM 操作命令均為8位長。所有的串行通訊，讀寫每一個bit 位數(shù)據(jù)都必須嚴格遵守器件的時序邏輯來編程，同時還必須遵守總線命令序列，對單總線的DS18B20 芯片來說，訪問每個器件都要遵守下列命令序列：首先是初始化；其次執(zhí)行ROM 命令；最后就是執(zhí)行功能命令(ROM 命令和功能命令后面以表格形式給出)。如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線器件不會響應主機。當然，搜索ROM命令和報警搜索命令，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，要返回初始化?；趩慰偩€上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機發(fā)出的復位脈沖和從機響應的應答脈沖組成。應答脈沖使主機知道，總線上有從機，且準備就緒。在主機檢測到應答脈沖后，就可以發(fā)出ROM 命令。這些命令與各個從機設備的唯一64 位ROM 代碼相關(guān)。在主機發(fā)出ROM命令，以訪問某個指定的DS18B20，接著就可以發(fā)出DS18B20支持的某個功能命令。這些命令允許主機寫入或讀出DS18B20便箋式RAM、啟動溫度轉(zhuǎn)換。軟件實現(xiàn)DS18B20的工作嚴格遵守單總線協(xié)議：(1)主機首先發(fā)出一個復位脈沖，信號線上的DS18B20 器件被復位。(2)接著主機發(fā)送ROM命令，程序開始讀取單個在線的芯片ROM編碼并保存在單片機數(shù)據(jù)存儲器中，把用到的DS18B20 的ROM 編碼離線讀出，最后用一個二維數(shù)組保存ROM 編碼，數(shù)據(jù)保存在X25043中。(3)系統(tǒng)工作時，把讀取了編碼的DS18B20 掛在總線上。發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令，再總線復位。(4)然后就可以從剛才的二維數(shù)組匹配在線的溫度傳感器，隨后發(fā)溫度讀取命令就可以獲得對應的度值了。在主機初始化過程，主機通過拉低單總線至少480us，來產(chǎn)生復位脈沖。接著，主機釋放總線，并進入接收模式。當總線被釋放后，上拉電阻將單總線拉高。在單總線器件檢測到上升沿后，延時15～60us，接著通過拉低總線60～240us，以產(chǎn)生應答脈沖。寫時序均起始于主機拉低總線，產(chǎn)生寫1 時序的方式：主機在拉低總線后，接著必須在15us之內(nèi)釋放總線。產(chǎn)生寫0 時序的方式：在主機拉低總線后，只需在整個時序期間保持低電平即可(至少60us)。在寫字節(jié)程序中的寫一個bit 位的時候，沒有按照通常的分別寫0時序和寫1 時序，而是把兩者結(jié)合起來，當主機拉低總線后在15us 之內(nèi)將要寫的位c 給DO：如果c 是高電平滿足15us 內(nèi)釋放總線的要求，如果c是低電平，則DO＝c這條語句仍然是把總線拉在低電平，最后都通過延時58us 完成一個寫時序(寫時序0或?qū)憰r序1)過程。寫時間時序：當主機把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平的時候，寫時間隙開始。有兩種寫時間隙，寫1 時間隙和寫0 時間隙。所有寫時間隙必須最少持續(xù)60μs，包括兩個寫周期至少1μs 的恢復時間。I/O線電平變低后，DS18B20 在一個15μs 到60μs 的窗口內(nèi)對I/O 線采樣。如果線上事高電平，就是寫1，如果是低電平，就是寫0。主機要生成一個寫時間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時間隙開始后的15μs 內(nèi)允許數(shù)據(jù)線拉到高電平。主機要生成一個寫0 時間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并保存60μs。每個讀時隙都由主機發(fā)起，至少拉低總線1us，在主機發(fā)起讀時序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送0 或1。所有讀時序至少需要60us。讀時間時序：當從DS18B20 讀數(shù)據(jù)時，主機生成讀時間隙。當主機把數(shù)據(jù)從高電平拉到低電平時，寫時間隙開始，數(shù)據(jù)線必須保持至少1μs；從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時間隙的下降沿出現(xiàn)后15μs 內(nèi)有效。因此，主機在讀時間隙開始后必須把I/O 腳驅(qū)動拉為的電平保持15μs，以讀取I/O 腳狀態(tài)。在讀時間隙的結(jié)尾，I/O 引腳將被外部上拉電阻拉到高電平。所有讀時間隙必須最少60μs，包括兩個讀周期至少1μs的恢復時間。讀/： 主機寫“0”時隙 主機寫“1”時隙 ＞1μm ＞1μm 15um DS18b20采樣 15μm DS18b20采樣 1545μm 1545μm DS18B20的讀寫時序圖復位時序：復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待16～60 微秒左右，后發(fā)出60～240 微秒的存在低脈沖，主CPU 收到此信號表示復位成功。： DS18b20 等待1560μm 主機Rx最小180μm 主機脈沖復位Tx DS18b20Tx響應脈沖 最小480μm 60240μm T0 T1 T2 復位時序圖結(jié) 論經(jīng)過努力，終于完成了我的數(shù)字溫度計的設計，雖然沒有完全達到設計要求，但從心底里說，還是比較高興的。過程當中用到的單片機作為控制內(nèi)核，八段數(shù)碼管作為顯示部分，及其他電路，共同組成了我的成果數(shù)字溫度計。首先設計的是它的硬件電路，最重要的部分是89C51控制內(nèi)核，所有的數(shù)據(jù)處理都是采用的單片機，其次是DS18B20溫度采集電路，其他還有晶振電路，復位電路。其次我們設計了它的靈魂軟件電路，通過用C語言編程實現(xiàn)對器件的控制。 從這次的課程設計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，不僅使我真正的學會了數(shù)字溫度計的設計，而且我相信通過這次的學習我能夠達到舉一反三的效果，同時這次的不足之處是在有些細節(jié)方面剛開始做的很不詳細，我想原因在于自己平時對自己的學習要求的不夠嚴格，才造成遇到一些問題顯得驚慌失措，在日后我會克服這些缺點的。參考文獻[1] 孫育才.《單片微型計算機及其應用》.[2] 沈德金 陳粵初.《單片機接口電路與應用程序?qū)嵗?北京：. [3] 潘新民 王燕芳.《微型計算機控制技術(shù)》.電子工業(yè)出版社2003 [4] （簡明修訂版）.杭州：北京航空航天大學出版社，1998[5] ［Ｍ］.北京：北京航空航天大學出版社，1994[6] （第三版）. 北京：高等教育出版社，1989[7] ［J］.電工技術(shù)，1999.[8] 王勇 葉敦范.《基于AT89S51 的便攜式實時溫度檢測儀》[J].選自《儀表技術(shù)與傳感器》.2006致 謝在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導師李毅梅的指導與督促，同時感謝她的諒解與包容。沒有李毅梅老師的幫助也就沒有今天的這篇論文。求學歷程是艱苦的，但又是快樂的。感謝我的班主任劉東南老師，謝謝他在這三年中為我們?nèi)嗨龅囊磺校磺蠡貓?，無私奉獻的精神很讓我感動，再次向他表示由衷的感謝。在這三年的學期中結(jié)識的各位生活和學習上的摯友讓我得到了人生最大的一筆財富。在此，也對他們表示衷心感謝。學生簽名：日 期：附 錄PCB連線圖：PCB連線圖硬件仿真圖:硬件仿真圖畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表學院（部）：學生姓名學 號班 級專 業(yè)指導教師姓 名課題名稱評語：是否同意參加答辯：是□ 否□指導教師評定成績分值：指導教師簽字