【正文】 做出響應(yīng)。（2）單片機(jī)在單總線上發(fā)出搜索ROM命令。（3）單片機(jī)從單總線上讀一位數(shù)據(jù)。ds18b20的工作時(shí)序分別有初始化時(shí)序、寫時(shí)序、讀時(shí)序、轉(zhuǎn)換時(shí)序等，根據(jù)傳感器的這些時(shí)序要求編寫出子程序、主程序表4溫度傳感器工作原理DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線接口方式僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；●多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；●無(wú)需外部器件；●可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：～；●測(cè)溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177?！妗窳愦龣C(jī)功耗●溫度以9或12位數(shù)字量讀出；●用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置●報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件●負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作DS18B20采用3腳PR－35 封裝或８腳SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示圖3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖64 b閃速ROM的結(jié)構(gòu)如下：開始8位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有48 位，最后8位是前面56 位的CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè)DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入戶報(bào)警上下限。主機(jī)操作ROM的命令有五種，如表1所列指 令說 明讀ROM（33H）讀DS1820的序列號(hào)匹配ROM（55H）繼讀完64位序列號(hào)的一個(gè)命令，用于多個(gè)DS1820時(shí)定位跳過ROM（CCH）此命令執(zhí)行后的存儲(chǔ)器操作將針對(duì)在線的所有DS1820搜ROM（F0H）識(shí)別總線上各器件的編碼，為操作各器件作好準(zhǔn)備報(bào)警搜索（ECH）僅溫度越限的器件對(duì)此命令做出響應(yīng) 表1 主機(jī)操作ROM的命令 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM 的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖4所示。 圖 4 高速暫存RAM結(jié)構(gòu)圖前2個(gè)字節(jié)包含測(cè)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(fù)位時(shí)被刷新。第5個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。溫度低位LSB溫度高位 MSBTHTL配置保留保留保留8位CRC當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1，2字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后， 5 ℃/LSB形式表示。溫度值格式如下：這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位，如果測(cè)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(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，表示測(cè)得的溫度植為正值，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，表示測(cè)得的溫度植為負(fù)值，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。DS18B20溫度傳感器主要用于對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)可用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃／LSB形式表示。表2是部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度表示數(shù)據(jù)。表2 部分溫度值DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內(nèi)容作比較，若TTH或TTL,則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只DS18B20同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行告警搜索。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）。主機(jī)根據(jù)ROM的前 56位來(lái)計(jì)算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比較，以判斷主機(jī)收到的ROM數(shù) 據(jù)是否正確。3）DS18B20測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖5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用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，每次測(cè)量前，首先將55 ℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55 ℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)溫度寄存器的值將加1，減法計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入,減法計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫圖2中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性其輸出用，于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達(dá)到被測(cè)溫度值，這就是DS18B20的測(cè)溫原理。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì)DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。在正常測(cè)溫情況下，℃，可采用下述方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果：首先用DS1820提供的讀暫存器指令（BEH）℃為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位（LSB），得到所測(cè)實(shí)際溫度的整數(shù)部分Tz，然后再用BEH指令取計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值Cs和每度計(jì)數(shù)值CD?！?、℃為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度Ts可用下式計(jì)算： Ts=（℃）+(CDCs)/CD 圖5 DS18B20測(cè)溫原理圖 鍵盤接口電路的設(shè)計(jì) 顯示接口電路的設(shè)計(jì)顯示電路采用字符型液晶顯示模塊，它是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式的LCD[2]，本設(shè)計(jì)采用的是SMC1602A LCM,其顯示容量162個(gè)字符。模塊電路如下圖36：圖36 顯示接口電路的設(shè)計(jì)液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖37是1602的內(nèi)部顯示地址。圖37 1602的內(nèi)部顯示地址 加熱控制電路的設(shè)計(jì)用于在閉環(huán)控制系統(tǒng)中對(duì)被控對(duì)象實(shí)施控制，被控對(duì)象為加熱片，采用對(duì)加在電熱片兩端的電壓進(jìn)行通斷的方法進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水是否加熱的調(diào)整，從而達(dá)到對(duì)水溫控制的目的。對(duì)加熱片通斷的控制采用MOSFET管控制，它的使用非常簡(jiǎn)單，只要在控制端TTL電平，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管的開關(guān)。，電阻驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通，接通加熱片工作，加熱片停止工作。控制電路圖如下圖38：圖38 加熱控制電路 電源及報(bào)警指示電路的設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中我設(shè)計(jì)了越線報(bào)警裝置，控制目標(biāo)溫度范圍。當(dāng)設(shè)定的目標(biāo)溫度線達(dá)到時(shí)，需用聲音的形式提醒使用者，此時(shí)報(bào)警器開始發(fā)出報(bào)警聲。在本系統(tǒng)中，當(dāng)溫度低于設(shè)置的最低目標(biāo)溫度或高于設(shè)置的最高目標(biāo)溫度時(shí)報(bào)警器為連續(xù)不斷的滴答滴答叫聲。，三極管導(dǎo)通，報(bào)警器工作發(fā)出報(bào)警聲。，報(bào)警器不工作。當(dāng)溫度低于設(shè)置的最低溫度時(shí)，溫度傳感器檢測(cè)到實(shí)時(shí)溫度，發(fā)送信息給單片機(jī)，D4為加熱片加熱指示燈；同理，當(dāng)溫度加熱到高于設(shè)置的最高溫度時(shí)，D5為降溫指示燈。D1為檢測(cè)到電源和液晶顯示器共同的顯示燈，高電平有效；D6為檢測(cè)到DS18B20的指示燈，低電平有效；指示燈電路如下圖39所示：圖39 電源指示燈和報(bào)警指示燈電路 總電路的設(shè)計(jì)恒溫控制的總電路圖如圖310：圖310 總電路圖的設(shè)計(jì) 4 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、功能實(shí)現(xiàn)模塊和運(yùn)算控制器模塊。 主程序模塊主程序主要完成加熱控制系統(tǒng)各部件的初始化和實(shí)現(xiàn)各功能子程序的調(diào)用，以及實(shí)際測(cè)量中各個(gè)功能模塊的協(xié)調(diào)在無(wú)外部中斷申請(qǐng)時(shí)，單片機(jī)通過循環(huán)對(duì)外部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。把設(shè)置鍵作為外部中斷0，以便能對(duì)數(shù)字按鍵進(jìn)行相應(yīng)處理。主程序流程圖如下圖41