【正文】 。 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例：用 16 位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃形式表達(dá)，其中 S為符號(hào)位。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的 48位是該 DS18B20 自身的序列號(hào)，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。 9. DS18B20 可將檢測(cè)到溫度值直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，并通過串行通信的方式 與主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 7. 報(bào)警搜索命令可識(shí)別和尋址哪個(gè)器件的溫度超出預(yù)定值。 5. 可編輯數(shù)據(jù)為 9~12 位，轉(zhuǎn)換 12位溫度時(shí)間為 750ms（最大）。 4. 測(cè)溫范圍為 55~+125,℃在 10~85℃℃范圍內(nèi)誤差為177。 2. 每只 DS18B20 具有一個(gè)獨(dú)有的，不可修改的 64 位序列號(hào)，根據(jù)序列號(hào)訪問地應(yīng)的器件。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)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，計(jì)數(shù)器 1的預(yù)置將重新被裝入，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)溫度。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器 2的脈沖輸入。其它的操作流程也大同小異，在此不多介紹。 若要讀出當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)我們需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個(gè)周期為復(fù)位、跳過ROM指令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器操作指令、等待 500uS 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間。如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴(yán)格遵循 18B20 的讀寫時(shí)序來操作。 5， 執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個(gè)存儲(chǔ)器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個(gè)操作要視存儲(chǔ)器操作指令而定。操作指令同樣為 8 位，共 6 條，存儲(chǔ)器操作指令分別是寫 RAM 數(shù)據(jù)、讀 RAM 數(shù)據(jù)、將 RAM 數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將 EEPROM 中的報(bào)警值復(fù)制到 RAM、工作方式切換。 ROM 指令在下文有詳細(xì)的介紹。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個(gè)器件并作處理。 3， 控制器發(fā)送 ROM 指令：雙方打完了招呼之后最要將進(jìn)行交 流了， ROM 指令共有 5 條，每一個(gè)工作周期只能發(fā)一條， ROM 指令分別是讀 ROM 數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍 ROM、芯片搜索、報(bào)警芯片搜索。至此，通信雙方已經(jīng)達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會(huì)是控制器與 18B20 間的數(shù)據(jù)通信。當(dāng) 18B20 接到此復(fù)位信號(hào)后則會(huì)在15~60uS 后回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長(zhǎng)期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)， DS18B20 共 3位 EEPROM，并在 RAM智能溫度控制系統(tǒng)的概述 第 14頁(yè) （共 33頁(yè)） 都存在鏡像，以方便用戶操作。第 8 個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。 RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20 共 9個(gè)字節(jié) RAM，每個(gè)字節(jié)為 8位。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。在講解其工作流程之前我們有必要了解 18B20 的內(nèi)部存儲(chǔ)器資源。 圖 1 ds18b20引腳分布圖 DS18B20 的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。 智能溫度控制系統(tǒng)的概述 第 13頁(yè)（共 33頁(yè)） DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器 。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及測(cè)溫原理 DS18B20 的主要特征 ： （ 1）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； （ 2）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； （ 3） 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； （ 4） 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)； （ 5）溫范圍－ 55℃～＋ 125℃，在 10～ +85℃時(shí)精度為177。使你可以充分發(fā)揮“一線總線”的優(yōu)點(diǎn)。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。 溫度傳感器的選擇 DS18B20 的介紹 美國(guó) Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 一線總線 接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ ONB0ARD）專利技術(shù)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定 為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高 電平時(shí) ，此間 內(nèi)部程 序存儲(chǔ) 器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN： 外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外 ，該引腳被略微拉高 。 如想禁止 ALE 的輸 出可在 SFR8EH 地 址上置 0。因此它可用作 對(duì)外 部輸出的脈沖或 用于定時(shí)目 的。 在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。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。作為輸入 ，由于 外部下 拉為低 電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于 上拉的 緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流 。在給 出地址“ 1”時(shí)，它 利用內(nèi)部上拉優(yōu) 勢(shì)， 當(dāng)對(duì)外部八位地 址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀 寫時(shí)， P2 口輸 出其特 殊功能 寄存器 的內(nèi)容 。這是由于內(nèi)部上拉 的緣故。 智能溫度控制系統(tǒng)的概述 第 11頁(yè)（共 33頁(yè)） P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi) 部上拉 電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩 沖器可 接收， 輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作 為輸入 。 P1 口管腳寫入 1 后，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。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行 校驗(yàn) P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P0口的管腳 第一次 寫 1 時(shí) ，被定義為高阻輸入。 GND：接 地。低功 耗的閑 置和掉 電模式 5 個(gè)中 斷源 3 2 可編 程 I/O 線 三級(jí) 程序存 儲(chǔ)器鎖 定 數(shù)據(jù) 保留時(shí) 間： 10 年 4 K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 主要技指標(biāo)和特性 由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍 存儲(chǔ)器 組合在 單個(gè)芯 片中 ， ATMEL 的 AT89C51 是一 種高效 微控制 器， AT89C205 1 是它的 一種精 簡(jiǎn)版本 。 3 247。 Rf Q 247。單片機(jī)的 可擦除 只讀存 儲(chǔ)器可 以反復(fù) 擦除 1000 次。 （ 1） 振蕩器電路原理 (2)振蕩電路的接法 AT89C51 是 一 種 帶 4K 字 節(jié) 閃 存 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲(chǔ) 器 （ FPEROM— FlashProgrammable and Erasable Read Only Memory）的 低電壓、 高性能 CMOS 8 位微處理 器，俗稱 單片 機(jī)。 AT89C51 的存儲(chǔ)器將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，并有各自的存儲(chǔ)空間和訪問指令。 XTAL2—— 片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。使用片內(nèi)振蕩器時(shí)，連接外部石英晶體和微調(diào)電容。 （ 3）外部晶振引線 智能溫度控制系統(tǒng)的概述 第 10 頁(yè)（共 40 頁(yè)） ALE/PROG—— 低字節(jié)鎖存信號(hào) ， ALE 的下降沿將 P0 口輸出的低 8位地址鎖存在外接的地址鎖存器中，以實(shí)現(xiàn)低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送。在片外程序存儲(chǔ)器取指期間，當(dāng) PSEN 有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送至 P0口；在訪問外部 RAM 時(shí)， PSEN 無效。 在編程時(shí)，該引腳可接編程電壓 5V或 12V。 EA/VPP—— 外部程序存儲(chǔ)器訪問允許信號(hào) EA. 當(dāng) EA信號(hào)接地時(shí)，對(duì) ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器，地址為 0000HFFFFH。在振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，在 RST 腳施加兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，將器件復(fù)位。 （ 2）控制信號(hào)線 在編程 /校驗(yàn)時(shí)，P3口接收某些控制信號(hào)。 P3口可作為普通 I/O 口。 當(dāng)使用外存儲(chǔ)器或外擴(kuò) I/O 口時(shí)， P2 口輸出高 8 位地址。 用作輸入時(shí)，應(yīng)先將輸出鎖存器置 1。 P1 口是為用戶準(zhǔn)備的 I/O 雙向口。 作為普通輸入時(shí)，應(yīng)輸出鎖存器配置 1。在編程時(shí)， P0 口可用于接收指令代碼字節(jié)；程序校驗(yàn)時(shí)，可輸出指令字節(jié)。 P0 口 —— 8位、漏極開路的雙向 I/O 口。 AT89C51 的工作原理： AT89C51 的封裝形式有 PDIP,TQFP,PLCC 等，現(xiàn)以 PDIP 為例。 AT89C51 單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器采用 4KB 的快速擦寫存儲(chǔ)器 Flash Memory,編程和擦除完全是電器實(shí)現(xiàn)。AT89C51 單片機(jī)中， PC是一個(gè) 16 位的計(jì)數(shù)器，可對(duì) 64KB 程 序存儲(chǔ)器進(jìn)行尋址。運(yùn)算結(jié)果存于 AB寄存器中。單片機(jī)與片外 RAM 或 I/O 擴(kuò)展口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換必須通過 ACC來進(jìn)行。 累加器是 CPU 使用最頻繁的一個(gè)寄存器。 暫存器 1和暫存器 2 是 ALU 的兩個(gè)輸入，用于暫存參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。 ALU 是運(yùn)算電路的核心，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)全加器，完成基本的算術(shù)和邏輯運(yùn)算。 振蕩器和時(shí)鐘電路 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 128 字節(jié) 程序存儲(chǔ)器 14KB CPU 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 中斷 控制 總線擴(kuò)展控制器 并行可編程 I/O 口 可編程 串行口 內(nèi)部總線 外部中斷 擴(kuò)展控制 P0 P1 P2 P3 RXD TXD B 寄存 AC 暫存器 2 暫存器 1 PSW ALU 片內(nèi) ROM 地址寄存器 PC增量器 程序計(jì)數(shù)器 指令寄存器 指令譯碼器 定時(shí)及 控制 PSEN ALE EA RST 智能溫度控制系統(tǒng)的概述 第 7頁(yè)（共 33頁(yè)） (1)運(yùn)算器 運(yùn)算器主要用來實(shí)現(xiàn)算術(shù)、邏輯運(yùn)算和位操作。具有可編程的 3級(jí)程序鎖定定位； 基于 AT89C51 家庭溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 第 7 頁(yè)（共 40 頁(yè)） AT89C51 的工作電源電壓為 5（ 1177。 具有 1個(gè)全雙工的可編程串行通信接口； 具有 2個(gè) 16 位可編程定時(shí)器； 內(nèi)含 28 字節(jié)的 RAM； AT89C51 的基本結(jié)構(gòu) 和工作原理 AT89C51 單片機(jī)的主要工作特性： 此總線有如大城市的“干道” ，而 CPU、 ROM、 RAM、 I/O 口、中斷系統(tǒng)等就分布 在此“總線”的兩旁，并和它連通。另外，還有所謂的“中斷系統(tǒng)”，這個(gè)系統(tǒng)有“傳達(dá)室”的作用，當(dāng)單片機(jī)控制對(duì)象的參數(shù)到達(dá)某個(gè)需要加以干預(yù)的狀態(tài)時(shí)，就可經(jīng)此“傳達(dá)室”通報(bào)給 CPU，使 CPU 根據(jù)外部事態(tài)的輕重緩急來采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)付措施。 到這里為止，我們已經(jīng)知道了單片機(jī)的基本組成，即單片機(jī)是由中央處理器（即 CPU 中的運(yùn)算器和控制器）、只讀存貯器（通常表示為 ROM）、讀寫存貯器（又稱隨機(jī)存貯器通常表示為 RAM）、輸入 /輸出口（又分為并行 口和串行口，表示為 I/O 口）等等組成。單片機(jī)除了進(jìn)行運(yùn)算外，還要完成控制功能。而讀寫存貯器可隨時(shí)存入或讀出數(shù)據(jù)。 存貯器又分為只讀存貯器和讀寫存貯器兩種，前者存放調(diào)試好的固定程序和常智能溫度控制系統(tǒng)的概述 第 5頁(yè)（共 33頁(yè)） 數(shù)，后者存放一些隨時(shí)有可能變動(dòng)的數(shù)據(jù)。所以，這一類信息就稱為控制命令，即由控制器去控制運(yùn)算器一步步地進(jìn)行運(yùn)算和處理，又控制存貯器的讀（取出數(shù)據(jù)）和寫（存入數(shù)據(jù)）等。這樣要由外部設(shè)備通過“口”進(jìn)入單片機(jī)，再存放在存貯器中，在運(yùn)算處理過程中，數(shù)據(jù)從存貯器讀入運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的中間結(jié)果要存入存貯器中，或最后由運(yùn)算