【正文】 做出響應。（2）單片機在單總線上發(fā)出搜索ROM命令。（3）單片機從單總線上讀一位數據。ds18b20的工作時序分別有初始化時序、寫時序、讀時序、轉換時序等，根據傳感器的這些時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DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據實際要求通過簡單的編程實現9～12位的數字值讀數方式。DS18B20 的性能特點如下：●獨特的單線接口方式僅需要一個端口引腳進行通信；●多個DS18B20可以并聯在唯一的三線上，實現多點組網功能；●無需外部器件；●可通過數據線供電，電壓范圍：～；●測溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時精度為177?！妗窳愦龣C功耗●溫度以9或12位數字量讀出；●用戶可定義的非易失性溫度報警設置●報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件●負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(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，其內部結構框圖如圖3所示圖3 DS18B20內部結構框圖64 b閃速ROM的結構如下：開始8位是產品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48 位，最后8位是前面56 位的CRC 檢驗碼，這也是多個DS18B20 可以采用一線進行通信的原因。溫度報警觸發(fā)器TH和TL，可通過軟件寫入戶報警上下限。主機操作ROM的命令有五種，如表1所列指 令說 明讀ROM（33H）讀DS1820的序列號匹配ROM（55H）繼讀完64位序列號的一個命令，用于多個DS1820時定位跳過ROM（CCH）此命令執(zhí)行后的存儲器操作將針對在線的所有DS1820搜ROM（F0H）識別總線上各器件的編碼，為操作各器件作好準備報警搜索（ECH）僅溫度越限的器件對此命令做出響應 表1 主機操作ROM的命令 DS18B20 溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EERAM。高速暫存RAM 的結構為8字節(jié)的存儲器，結構如圖4所示。 圖 4 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LSB溫度高位 MSBTHTL配置保留保留保留8位CRC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：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。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。3）DS18B20測溫原理DS18B20的測溫原理如圖5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，他有嚴格的時隙概念，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 圖5 DS18B20測溫原理圖 鍵盤接口電路的設計 顯示接口電路的設計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、數字、符號等點陣式的LCD[2]，本設計采用的是SMC1602A LCM,其顯示容量162個字符。模塊電路如下圖36：圖36 顯示接口電路的設計液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時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的內部顯示地址。圖37 1602的內部顯示地址 加熱控制電路的設計用于在閉環(huán)控制系統(tǒng)中對被控對象實施控制，被控對象為加熱片，采用對加在電熱片兩端的電壓進行通斷的方法進行控制，以實現對水是否加熱的調整，從而達到對水溫控制的目的。對加熱片通斷的控制采用MOSFET管控制，它的使用非常簡單，只要在控制端TTL電平，即可實現對MOS管的開關。，電阻驅動MOS管導通，接通加熱片工作，加熱片停止工作?？刂齐娐穲D如下圖38：圖38 加熱控制電路 電源及報警指示電路的設計在本系統(tǒng)中我設計了越線報警裝置，控制目標溫度范圍。當設定的目標溫度線達到時，需用聲音的形式提醒使用者，此時報警器開始發(fā)出報警聲。在本系統(tǒng)中，當溫度低于設置的最低目標溫度或高于設置的最高目標溫度時報警器為連續(xù)不斷的滴答滴答叫聲。，三極管導通，報警器工作發(fā)出報警聲。，報警器不工作。當溫度低于設置的最低溫度時，溫度傳感器檢測到實時溫度，發(fā)送信息給單片機，D4為加熱片加熱指示燈；同理，當溫度加熱到高于設置的最高溫度時，D5為降溫指示燈。D1為檢測到電源和液晶顯示器共同的顯示燈，高電平有效；D6為檢測到DS18B20的指示燈，低電平有效；指示燈電路如下圖39所示：圖39 電源指示燈和報警指示燈電路 總電路的設計恒溫控制的總電路圖如圖310：圖310 總電路圖的設計 4 軟件系統(tǒng)的設計系統(tǒng)的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現模塊和運算控制器模塊。 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現各功能子程序的調用，以及實際測量中各個功能模塊的協(xié)調在無外部中斷申請時，單片機通過循環(huán)對外部溫度進行實時顯示。把設置鍵作為外部中斷0，以便能對數字按鍵進行相應處理。主程序流程圖如下圖41