【導(dǎo)讀】[2]周潤景.基于DS18B20的溫度測量模塊設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社，測技術(shù)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)等需要同時監(jiān)控溫度、濕度和壓力的場合。針對該系統(tǒng)設(shè)計了基于單片機的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各部分電路并利用匯。編語言設(shè)計了針對該系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)的子程序。同時在Proteus環(huán)境下結(jié)合Keil. 此外，該系統(tǒng)可手動調(diào)節(jié)報警上下限，控制方便，操作簡單。

　　

【正文】 片機或外接電源必須提供足夠的電流（最少 1mA） ， 持續(xù)時間為 500ms。 因DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時間長達 500ms。之后由單片機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令，從 DS18B20中讀出溫度數(shù)據(jù)，并在液晶顯示器中顯示。 圖 35 溫度 采集程序框圖 DS18B20 初始化子程序： RST: SETB DQ NOP CLR DQ MOV R0,6BH 。 主機發(fā)出延時復(fù)位低脈沖 MOV R1,04H TSR1: DJNZ R0,$ MOV R0,6BH DJNZ R1,TSR1 SETB DQ 。 拉高數(shù)據(jù)線 NOP NOP NOP MOV R0,32H 開始 復(fù)位 DS18B20 跳過 ROM 命令 溫度轉(zhuǎn)換命令 延時 1S 讀出溫度數(shù)據(jù) 輸入單片機 結(jié)束 東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 TSR2: JNB DQ,TSR3 。 等待 DS18B20 回應(yīng) DJNZ R0,TSR2 JMP TSR4 。 延時 TSR3: SETB FLAG1 。 置 1 標志位 ,表示 DS1820 存在 JMP TSR5 TSR4: CLR FLAG1 。 清 0 標志位 ,表示 DS1820 不存在 JMP TSR7 TSR5: MOV R0,06BH TSR6: DJNZ R0,$ 。 時序要求延時一段時間 TSR7: SETB DQ RET 液晶顯示電路如圖 36 所示，液晶顯示器 LCD1602 通過 ～ 數(shù)據(jù)線和單片機相連，進行溫度數(shù)據(jù)顯示。 圖 36 液晶顯示電路 LCD1602 控制指令： LCD1602 有 11 個控制指令，其功能見表 31 所示。 表 31 LCD1602控制功能 指令 功能 1 清屏 清 DDRAM 和 AC 值 2 歸位 AC＝ 0，光標、畫面回 HOME 位 3 輸入方式設(shè)置 設(shè)置光標、畫面移動方式 4 顯示開關(guān)控制 設(shè)置顯示、光標及閃爍開、關(guān) 5 光標，畫面位移 光標、畫面移動，不影響 DDRAM 東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的，如表 32 所示。 表 32 LCD1602指令控制字 指令 RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 歸位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 輸入方式設(shè)置 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D SH 4 顯示開關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標，畫面位移 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 功能設(shè)置 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 CGRAM 地址設(shè)置 0 0 0 1 字符發(fā)生存儲器地址（ ACC） 8 DDRAM 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存儲器地址（ ADD） 9 讀 BF 及 AC 值 0 1 BF 計數(shù)器地址（ AC） 10 寫數(shù)據(jù) 1 0 要寫的數(shù)據(jù) 11 讀數(shù)據(jù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù) 1602 液晶顯示器采用 5 7 點陣，可以顯示 2 行，每行 16 個字。采用標準 16腳接口， VSS 為電源地， VDD 接＋ 5V， V0 為液晶顯示屏對比度調(diào)整端，接電源正極時對比度最弱，接地時對比度 最高。 RS 為寄存器選擇端，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 RW 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當(dāng) RS 和 RW 同為低電平時可以寫入指令或顯示地址；當(dāng)RS 為低電平、 RW 為高電平時可以讀忙信號；當(dāng) RS 為高電平、 RW 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 E 端為使能端，當(dāng) RW 為高電平時， E 端為高電平可執(zhí)行讀操作；當(dāng) RW 為低電平時， E 端從高電平跳變成低電平可執(zhí)行寫操作。 DB0～ DB7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 LCD1602 液晶顯示器數(shù)據(jù)線 DB0～ DB7 連接單片機 P0 口， 3 條控制線 RS， RW， E 分別接 ， ， 。 液晶顯示器初始化： SET_LCD: 。對 LCD 做初始化設(shè)置及測試 CLR LCD_EN 6 功能設(shè)置 工作方式設(shè)置（初始化指令） 7 CGRAM 地址設(shè)置 設(shè)置 CGRAM 地址。 A5～ A0=0～ 3FH 8 DDRAM 地址設(shè)置 DDRAM 地址設(shè)置 9 讀 BF 及 AC 值 讀忙標志 BF 值和地址計數(shù)器 AC 值 10 寫數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)寫入 DDRAM 或 CGRAM 內(nèi) 11 讀數(shù)據(jù) 從 DDRAM 或 CGRAM 數(shù)據(jù)讀出 東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 LCALL INIT_LCD 。初始化 LCD LCALL STORE_DATA 。將自定義字符存入 LCD 的 CGRAM RET INIT_LCD: 。8 位 I/O 控制 LCD 接口初始化 MOV A,38H 。雙列顯示，字形 5*7 點陣 LCALL WCOM LCALL DELAY1 MOV A,38H LCALL WCOM LCALL DELAY1 MOV A,38H LCALL WCOM LCALL DELAY1 MOV A,0CH 。開顯示，顯示光標，光標不閃爍 LCALL WCOM LCALL DELAY1 MOV A,01H 。清除 LCD 顯示屏 LCALL WCOM LCALL DELAY1 RET 報警電路 如圖 37 所示，報警電路由三極管和蜂鳴器構(gòu)成，其中電阻起限流作用。這種接法也是低電平驅(qū)動。當(dāng) 為低電平時，三極管導(dǎo)通， C 端產(chǎn)生高電平，蜂鳴器就發(fā)出鳴 響。即當(dāng) DS18B20 檢測到的實時溫度值超出預(yù)設(shè)溫度值范圍時，產(chǎn)生信號發(fā)給單片機，單片機使 持續(xù)產(chǎn)生低電平，使得蜂鳴器鳴響。 東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 37 蜂鳴器報警電路 調(diào)整電路 圖 38 按鍵電路 按鍵電路如圖 38 所示，按鍵電路一端接地，另一端接單片機 P1 口，當(dāng)按鍵 K1， K2， K3， K4 有按下狀態(tài)，則立刻有信號從 P1 口進入單片機，單片機做出響應(yīng)。 K1 按鍵接 口，當(dāng)單片機復(fù)位后， P1 口全部為高電平。當(dāng) K1按鍵按下， 變?yōu)榈碗娖?，信號輸入到單片機，單片機使與溫度傳感 器DS18B20 相連的數(shù)據(jù)線 產(chǎn)生低電平，而且在 0 到 15us 期間，必須使 重新拉到高電平，即可在信號線 讀取出 DS18B20 的溫度存儲器的值，并且必須在 上升到高電平后的 T2 時刻前讀取溫度值（ T1 到 T2 期間 DS18B20輸出溫度值， T2 之后上拉電阻把其重新拉回高電平）。但是這只是對傳感器的位讀取操作，用循環(huán)指令即可以實現(xiàn)對傳感器存儲器的讀取操作。 K1： 用來查看溫度的設(shè)置值，即溫度報警值的狀態(tài) ； K2： 進入溫度報警的狀態(tài) ； K3： 退出查看溫度報警狀態(tài)，在設(shè)置溫度狀態(tài)值時 K1 為設(shè)定 值加、減方式選擇鍵（默認為減少） ； K2 為 TH 值設(shè)定鍵， K3 為 TL 值設(shè)定鍵 ； K4： 確定鍵即退出設(shè)定狀態(tài) 。 K2 和 K3 以減的方式設(shè)定，當(dāng)設(shè)定數(shù)值減到 TH= TL=0 時自動轉(zhuǎn)換為加方式； 東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 K2 和 K3 以加方式設(shè)定 ， 當(dāng)設(shè)定數(shù)值 TH=60、 TL=10 時 ， 設(shè)定值變?yōu)?TH=5TL=5； K4： 確定并退出設(shè)定溫度報警值狀態(tài)。 將設(shè)定溫度報警值自動存入 DS18B20 的 EEROM 中，可永久保存。 溫度傳感器 DS18B20 的讀取時序如圖 39 所示。 圖 39 DS18B20讀取時序圖 單片機對 DS18B20 的讀取程序： READ: MOV R4,4 。將溫度低位、高位、 TH、 TL從 DS18B20 中讀出 MOV R1,TEMPL 。存入 25H、 26H、 27H、 28H 單元 RE00: MOV R2,8 RE01: CLR CY SETB DQ NOP NOP CLR DQ 。讀前總線保持為低 NOP NOP NOP SETB DQ 。開始讀總線釋放 MOV R3,09 。延時 18 微妙 DJNZ R3,$ MOV C,DQ 。從 DS18B20 總線讀得一位 MOV R3,3CH DJNZ R3,$ 。等待 100 微妙 RRC A 。把讀得的位值環(huán)移給 A DJNZ R2,RE01 。讀下一位 MOV @R1,A INC R1 T0 T1 T2 15us 60us 東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 DJNZ R4,RE00 RET 其他按鍵操作過程相同，先是按鍵產(chǎn)生信號，單片機接受不同信號后向DS18B20 發(fā)出讀取或?qū)懭胄盘枺?dāng) DS18B20 接受信號后響應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的修改，并把數(shù)據(jù)傳送到非易失性存儲器中（寫入 TH 和 TL 時）。 接口電 路 MAX232 芯片是美信公司專門為電腦的 RS232 標準串口設(shè)計的接口電路 ， 使用 +5v 單電源供電 ，可以實現(xiàn) TTL 電平與 RS232C 電平相互轉(zhuǎn)換的IC 芯片。 MAX 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 310 所示 圖 310 MAX232的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分： 第一部分 ： 電荷泵電路。 由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 第二部分 ： 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。 由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道 。 其中 13 腳（ R1IN）、12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、T2OUT 送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 第三部分 ： 供電。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 311 所示： 圖 311 MAX232的引腳結(jié)構(gòu)圖 其中引腳 16（ C1+、 VS+、 C C2+、 C VS）用于電源電壓轉(zhuǎn)換，只要在外部接入相應(yīng)電解電容即可；引腳 710 和引腳 1114 構(gòu)成兩組 TTL 信號電平與RS232C 信號電平的轉(zhuǎn)換電路，對應(yīng)引腳可直接與單片機串行口的 TTL 電平引腳和 PC 的 RS232C 電平引腳相連。 單片機與 MAX232 的連接如圖 312 所示 圖 312 單片機與 MAX232的連接圖 東北石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文