【正文】 更深入了解并掌握了傳感器的基本理論知識(shí)，并在單片機(jī)實(shí)際電路開(kāi)發(fā)和常用編程設(shè)計(jì)思路掌握方面有了一定程度的掌握，盡管本次設(shè)計(jì)還不是很完善，但這為我以后的設(shè)計(jì)之路積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。由于DS18B20 是基于帶隙結(jié)構(gòu)的數(shù)字式溫DS18B20溫度測(cè)溫系統(tǒng)框圖正補(bǔ)償，能輕易地將其提高其精度。由于DS18B20 支持單總線協(xié)議，我們可以將多個(gè)DS18B20 可以并聯(lián)到3 根或2 根線上，CPU 只需一根端口線就能與諸多DS18B20 通信，占用較少的微處理器的端口就可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫監(jiān)控系統(tǒng)。：32圖 DS18B20初始化流程圖 圖 圖（三）、各模塊流程設(shè)計(jì)下面對(duì)主要子程序的流程圖做介紹 溫度檢測(cè)流程DS18B20在單片機(jī)控制下分三個(gè)階段:33●18B20 初始化：初始化流程圖見(jiàn)●讀18B20時(shí)序：讀DS18B20流程見(jiàn)圖 ：●寫(xiě)18B20時(shí)序：寫(xiě)18B20 圖 圖 程圖報(bào)警模塊流程 34圖 報(bào)警模塊子程序流程圖 中斷設(shè)定流程中斷模塊采用了外中斷和內(nèi)中斷套用方法。各模塊程序功能如下：●數(shù)碼管顯示程序：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。31圖 六、 軟件設(shè)計(jì)（一）、 概述整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來(lái)了。 延時(shí) 100 Ls, 等待回應(yīng)DJN Z　R6, ＄MOV 　R6, 3CHLOO P1820: MOV 　C, TEM PD N 。源程序: 其中TEM PD IN 定義為DS18B20 的數(shù)據(jù)管腳, 主機(jī)為A T89C2051。 采樣數(shù)據(jù)存入ASETB　 TEM PD IN 。 釋放總線MOV 　　R6, 05H 。所有讀時(shí)間隙必須最少60μs，包括兩個(gè)讀周期至少 1μs 的恢復(fù)時(shí)間。 寫(xiě)8 位RET讀時(shí)間時(shí)序：當(dāng)從DS18B20 讀數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)生成讀時(shí)間隙。 將要寫(xiě)數(shù)據(jù)存入CMOV TEM PD IN , C 。所有讀時(shí)序至少需要60us。如果線上事高電平，就是寫(xiě)1，如果是低電平，就是寫(xiě)0。寫(xiě)時(shí)間時(shí)序：當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平的時(shí)候，寫(xiě)時(shí)間隙開(kāi)始。在單總線器件檢測(cè)到上升沿后，延時(shí)15～60us，接著通過(guò)拉低總線60～240us，以產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。(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(duì)應(yīng)的度值了。軟件實(shí)現(xiàn)DS18B20的工作嚴(yán)格遵守單總線協(xié)議：(1)主機(jī)首先發(fā)出一個(gè)復(fù)位脈沖，信號(hào)線上的DS18B20 器件被復(fù)位。在主機(jī)檢測(cè)到應(yīng)答脈沖后，就可以發(fā)出ROM 命令。如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。在時(shí)間片結(jié)束時(shí)，I/O 引腳經(jīng)過(guò)外部的上_鱯__9L_€%拉電阻拉回高電平，所有讀時(shí)間片的最短持續(xù)期為60 微秒，包括兩個(gè)讀周期間至少1μs 的恢復(fù)時(shí)間。所有時(shí)間片必須有60 微秒的持續(xù)期，在各寫(xiě)周期之間必須有最短為1微秒的恢復(fù)時(shí)間.? 讀時(shí)間片：從DS18B20 讀數(shù)據(jù)時(shí)，使用讀時(shí)間片。然后以存在復(fù)位脈沖表示DS18B20 已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送或接收，然后給出正確的ROM 命令和存儲(chǔ)操作命令的數(shù)據(jù)。25主機(jī)發(fā)送（Tx）復(fù)位脈沖（最短為 480μs 的低電平信號(hào)）。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(diǎn)，即使電源電壓VCC 降到3V 時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。無(wú)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。DS18B20 的電源供電方式有2 種: 外部供電方式和寄生電源方式。（二）、顯示電路　顯示電路采用SMCI602A液晶顯示模塊芯片該芯片可顯示162個(gè)字符，比以前的七段數(shù)碼管LED顯示器在顯示字符的數(shù)量上要多得多。其中，DSI8B20溫度傳感器芯片采用“一線制 ”與單片機(jī)相連，它獨(dú)立地完成溫度測(cè)量以及將溫度測(cè)量結(jié)果送到單片機(jī)的工作。首先，由DS18820溫度傳感器芯片測(cè)量當(dāng)前的溫度，并將結(jié)果送入單片機(jī)。表 2 DS18B20 直度測(cè)溫結(jié)果與計(jì)算測(cè)溫結(jié)果數(shù)據(jù)比較（三）、顯示及報(bào)警模塊器件選擇在本設(shè)計(jì)中溫度測(cè)量范圍為0℃～＋125 ℃，精度為177。其中溫度信息（第 1，2 字節(jié)） 、T H 和 TL 值第 3，4 字節(jié)、第 6～8 字節(jié)未用，表現(xiàn)為全邏輯 1；第 9 字節(jié)讀出的是前面所有 8 個(gè)字節(jié)的 CRC 碼，可用來(lái)保證通信正確。在 DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為 0，用戶(hù)不要去改動(dòng)，R1 和 R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，即是來(lái)設(shè)置分辨率，如表 1 所示（DS18B20 出廠時(shí)被設(shè)置為 12 位）。19圖（2） DS18B20 測(cè)溫原理圖在正常測(cè)溫情況下，DS1820 的測(cè)溫分辨力為 ℃，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）讀出以 ℃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。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(kāi)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(guò)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(mén)仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過(guò)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。因此，可用多只 DS18B20 同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行告警搜索。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。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 5 ℃/LSB 形式表示。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。溫度報(bào)警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過(guò)軟件寫(xiě)入戶(hù)報(bào)警上下限?！裨贒S18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS18B20 數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此，當(dāng)單總線上所掛DS18B20 超過(guò)8 個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。 13 圖 外部封裝形式 傳感器電路圖 DS18B20 使用中的注意事項(xiàng)DS18B20 雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題：●DS18B20 從測(cè)溫結(jié)束到將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間，這是必須保證的，不然會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤的現(xiàn)象，使溫度輸出總是顯示85。開(kāi)漏單總線接口引腳。DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊●DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫●DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)12●適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電●溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177。DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器?！馲TAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。當(dāng)P3 口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P1 口管腳寫(xiě)入“1”后，電位被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)P1口的管腳寫(xiě) “1”時(shí)，被定義為高阻輸入。單片機(jī)AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿(mǎn)足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。該系統(tǒng)擴(kuò)展性非常強(qiáng)，它可以在設(shè)計(jì)中加入時(shí)鐘芯片DS1302以獲取時(shí)間數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理同時(shí)顯示時(shí)間，并可以利用AT24C16芯片作為存儲(chǔ)器件，以此來(lái)對(duì)某些時(shí)間點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，利用鍵盤(pán)來(lái)進(jìn)行調(diào)時(shí)和溫度查詢(xún)，獲得的數(shù)據(jù)可以通過(guò)MAX232芯片與計(jì)算機(jī)的RS232 接口進(jìn)行串口