【正文】 34 致 謝 感謝 。由于 DS18B20 是基于帶隙結(jié)構(gòu)的數(shù)字式溫度傳感器， PN 結(jié)增量電壓正比于 IC 絕對(duì)溫度（ PTAT），它的測溫精度較高 ,但存在著一定的誤差 .不過 ,其誤差在時(shí)間和外部環(huán)境變化的條件下 ,保持相當(dāng)高的穩(wěn)定性。 } } 33 總 結(jié) 本設(shè)計(jì)利用 AT89S51 芯片控制溫度傳感器 DS18B20，再輔之以部分外圍電路實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的測控，性能穩(wěn)定，精度教高，而且擴(kuò)展性能很強(qiáng)大。 } tvalue=tvalue*()。 tvalue=tvalue|a。//*讀取溫度 */ a=ds1820rd()。//*跳過讀序列號(hào) */ ds1820wr(0x44)。 wdata=1。 DQ=wdataamp。 } /*向 ds18b20 中寫數(shù)據(jù) */ void ds1820wr(uchar wdata) { uchar i=0。 DQ = 1。 for(i=8。 //精確延時(shí)大于 480us DQ = 1。 } /*ds1820 復(fù)位 */ void ds1820rst() { DQ = 1。 P0=0x00。i++) { //循環(huán)顯示 P0=table[lp[i]]。 //定義變量 P0=0x00。 disdata[2]=tvalue/10。 //顯示十位 if(disdata[0]==21amp。//獲取小數(shù)第一位 } else //正數(shù)的處理 { disdata[0]=tvalue/1000。 tvalue=tvalue%100。 tvalue=~tvalue。j++)。 for(i=0。 uchar data disdata[5]。 （ 1）數(shù)字溫度計(jì)工作主要分為溫度采集、溫度轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)處 理、顯示這幾部分。//溫度值擴(kuò)大 10 倍，精確到 1 位小數(shù) } LED動(dòng)態(tài)顯示軟件設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)顯示的原理 首先將為選的最低位置為低，選中第一位顯示器。 if(tvalue0x0fff) tflag=0。 b=ds1820rd()。//*啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 */ ds1820rst()。 } } DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換 void read_temp() { uchar a,b。0x01。 for (i=8。 //給脈沖信號(hào) if(DQ) dat|=0x80。i0。所有讀時(shí)間隙必須最少 60μ s，包括兩個(gè)讀周期至少 1μ s的恢復(fù)時(shí)間。 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。主機(jī)要生成一個(gè)寫時(shí)間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時(shí)間隙開始后的 15μ s 內(nèi)允許數(shù)據(jù)線拉到高電平。有兩種寫時(shí)間隙，寫 1 時(shí)間隙和寫 0 時(shí)間隙。 寫時(shí)序均起始于主機(jī)拉低總線，產(chǎn)生寫 1 時(shí)序的方式：主機(jī)在拉低總線后，接著必須在 15us之內(nèi)釋放總線。 在主機(jī)初始化過程，主機(jī)通過拉低單總線至少 480us，來產(chǎn)生復(fù)位脈沖。 接著主機(jī)發(fā)送 ROM命令，程序開始讀取單個(gè)在線的芯片 ROM編碼并保存在單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，把用到的 DS18B20 的 ROM 編碼離線讀出，最后用一個(gè)二維數(shù)組保存ROM 編碼 。這些命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一 64 位 ROM 代碼相關(guān)。當(dāng)然，搜索 ROM命令和報(bào)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。 一旦主機(jī)檢測到 DS18B20 的存在，它便可以發(fā)送一個(gè)器件 ROM 操作命令。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)產(chǎn)生讀時(shí)間片。 DS18B20 通過使用時(shí)間片來讀出和寫入數(shù)據(jù)，時(shí)間 片用于處理數(shù)據(jù)位和進(jìn)行何種指定操作的命令。接著主機(jī)便釋放此線并進(jìn)入接收方式（ Rx）。 //DQ拉低 delay_18B20(100)。 總電路圖 12345678INT113INT012T115T014EA/VP31X119X218RESET9RD17WR1639383736353433322122232425262728RXD10TXD11ALE/P30PSEN29U2AT89S5133pFC1033pFC91KR401212MXTAL1GND200R39KEY3712C822uFVCCVCCvccGNDDQDS18B20VCC1KR40GNDL22L22P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23 21 100R18100R19100R20100R21100R23100R24100R25100R22123456789101112JP24位共陽數(shù)碼管ABCDEFGSPP00P01P02P03P04P05P06P07AFBGCDESP1KR271KR301KR291KR28VCCP20P21P22P23geshibaiqianRP1123Q69015123Q79015123Q89015123Q59015 圖 45 系統(tǒng)總電路 DS18B20 測溫 流程及軟件設(shè)計(jì) 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) 復(fù)位時(shí)序：復(fù)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(hào)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(hào)表示復(fù)位成功， DS18B20 復(fù)位時(shí)序如圖 46 所示。根據(jù)發(fā)光字段 20 的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。 K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10 圖 44 數(shù)碼管引腳 采用 4 位共陽極數(shù)碼管。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。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。 DS18B20 的電源供電方式有 2 種 : 外部供電方式和寄生電源方式。 圖 41 時(shí)鐘電路與單片機(jī)的連接圖 18 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)，單片機(jī)在開機(jī)時(shí)都需要復(fù)位，以便中央處理 CPU 以及 其他功能部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。石英晶振起振后要能在 XTAL2 線上輸出一個(gè) 3V左右的正弦波，以便使單片機(jī)片內(nèi)的 OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。一般情況下，無論是機(jī)械振動(dòng)的振幅，還是交變電場的振幅都非常小。 fosc可在 2MHZ— 12MHZ選擇。時(shí)鐘電路就是提供單片機(jī)內(nèi)部各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)的電路，沒有時(shí)鐘電路單片機(jī)就無法工作。 16 圖 33DS18B20 的測溫原理 17 第四章 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 硬件電路設(shè)計(jì)及其分析 硬件電路由總控制器電路、 DS18B20 測溫電路、 LED動(dòng)態(tài)顯示電路組 成。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)值即為所測溫圖 2 中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測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)到被測溫度值 。 跳過 ROM（ CCH） 忽略 64 位 ROM 地址，直接想 DS18B20 發(fā)溫度變換指令。表 38 是對(duì)應(yīng)的一部分溫度值。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，如下表所示： 表 33DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換 時(shí)間表 R1 R0 分辨率（位） 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間（ ms） 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 （ 4）高速暫存存儲(chǔ)器 高速暫存存儲(chǔ)器由 9 個(gè)字節(jié)組成，其分配如表 36 所示。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。 DS18B20 的外形及引腳功能 DS18B20 引腳： DQ 為數(shù)字信號(hào) 輸入 /輸出端； GND 為電源地； VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 （ 3） 控制總線（ CB）：由 P3 口的第二功能狀態(tài)和 4 根獨(dú)立控制線 RESET、 EA、PSEN、 ALE 組成。當(dāng) P3 口作為輸入接口時(shí)，應(yīng)先向口鎖存器寫 “ 1” 。 PSENEA 10 P2 口（ ～ ， 21 腳～ 28 腳）， P2 口也有兩種工作方 式，一是作為普通的 I/O端口使用時(shí)，它是自帶上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 接口，每一位可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載。 二是在 CPU 訪問片外存儲(chǔ)器（擴(kuò)展外部（ ROM 或 RAM）時(shí)，它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙向 I/O 接口，采用分時(shí)復(fù)用方式提供低 8 位地址和用作 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。 一是作為普通 I/O 口使用時(shí)，每一位可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，執(zhí)行訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，但在ＰＣ（程序存儲(chǔ)器）值超過 0FFFＨ（對(duì)５１子系列）或 1FFFH（對(duì)５２子系列）時(shí) ，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。 /VPP（ 31 腳）：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器選通控制端。 ALE／ PROG (30 腳 )：地址鎖存控制信號(hào)。 XTAL2（ 18 腳）：片內(nèi)高增益反向放大器的輸出端。 VSS（ 20 腳）：主電源負(fù)端，接地。 （ 2）中斷系統(tǒng) 51 單片機(jī)具備較完善的中斷功能， 有 2 個(gè)外部中斷、 2 個(gè)內(nèi)部定時(shí)器中斷和 1個(gè)串行口中斷，可以實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，并具有兩級(jí)的優(yōu)先級(jí)。 （ 2）串行接口 51 系列單片機(jī)內(nèi)還具有一個(gè) 全雙工串行通信口，用于跟外部設(shè)備進(jìn)行串行通 8 信。 AT89S51 單片機(jī)的 I/O 接口 I/O 接口有并行和串行兩種。還可在片外擴(kuò)展 64K 的程序存儲(chǔ)器和 64K 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 AT89S51 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash， 128 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針， 2 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量的 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。采用 51 單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而且體積小，硬件 實(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線形較好。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。 DS18B DS1822 “ 一線總線 ” 數(shù)字化溫度傳感器 。 DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)