【正文】 實踐證明，該控制系統(tǒng)操作方便，維修簡單，運行穩(wěn)定、可靠。由于總線信號數(shù)字化，使本系統(tǒng)的抗干擾性能好，可靠性高，有很強的實 33 用性。該系統(tǒng)不需要任何固定網(wǎng)絡的支持，安裝簡單方便，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、可維護性好、抗干擾性能好等特點，具有非常大的推廣價值。 整個系統(tǒng)的設計以單片機為核心，用單總線溫度傳感器和單片機構成了測溫裝置 ，真正實現(xiàn)了對溫度的實時測量、處理。 既可用它組成單路溫度測量裝置，也可用它組成多路溫度測量裝置。主控機與各從機之間能夠相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，從而達到系統(tǒng)整體統(tǒng)一、和諧的效果。該溫度 檢測 系統(tǒng)利用了 DSl8B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器，能夠對多點的溫度 進行實時巡檢。 本課題以 AT89C52單片機系統(tǒng)為核心。 二、論述了基于單片機的溫度 檢測 系統(tǒng)的硬件電路組成及其工作原理。本 課題就是在這樣的形式下，提出 的 一種基于單片機的溫度 檢測 系統(tǒng) 。 28 開始 初始化 DS18B20 發(fā)搜索 ROM 命令 讀在線 DS18B20 序列號 存在一個DS18B20 N 初始化 DS18B20 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)溫度轉換命令 等待 2us i=1 初始化 DS18B20 發(fā)匹配 ROM 命令 發(fā)一個 DS18B20 序列號 讀存儲器 讀匹配的 DS18B20 溫度 在線有無 DS18B20訪問完 N i=i+1 Y 圖 31 DS18B20 的工作流程圖 Y 29 復位 DS18B20TX 脈沖 480us~960us 開始 RX 讀一個脈沖 TX發(fā) 55H MATCHROM 命令 TX發(fā) DS18B20 的 64 位 ROM 地 址碼 TX發(fā) 44H溫度轉換命令 總線高電平等待 500msDS18B20完成 A/D轉換 復位 DS18B20TX 脈沖 480us~960us RX 讀一個脈沖 TX發(fā) 55H MATCHROM 命令 TX發(fā) 55H READ SCRATCHPAD 命令 RX 讀取溫度值 結束 圖 32 啟 動 溫 度 轉 換 及 讀 溫 度 值 流 程 圖 30 開始 主機向 DS18B20 發(fā)復位脈沖（低電平 480~960us） 主機是釋放總線 總 線變高？ 等待 DS18B20 存在信號（約 60~240us 低電平） 檢測 DS18B20 的響應結束信號（響應結束時，總線再次被拉高） 總線變高？ 延時約 300us 后結束初始化過程，返回 有響應？（總線變低 ?） 重啟或報錯 N Y N Y N Y 圖 33 DSl8B20 的初始化流程圖 31 復位脈沖 RX 讀一個脈沖 發(fā) SKIP RPM 命令 發(fā) WRITE SCRATCHPAD 命令 寫 TH ， TL和 CONFIG 的值 復位脈沖 RX 讀一個脈沖 發(fā) SKIP ROM 命令 發(fā) READ SCRATCHPAD 命令 復位脈沖 讀一個脈沖 發(fā) SKIP ROM 命令 發(fā) COPY SCRATCHPAD 命令，等待 10us 結束 圖 34 主機寫入存儲器數(shù)據(jù)流程圖 開始 32 隨著社會的進步和科學技術的發(fā)展，人們越來越重視溫度因素，許多產(chǎn)品對溫度范圍要求嚴格，而目前市場上普遍存在的溫度檢測儀器大都是單點測量，同時還有溫度信息傳遞不及時、精度不夠的缺點，不利于控制者根據(jù)溫度變化及時做出決定。它分三步完成：①系統(tǒng)通過反復操作，搜索 DSl8B20序列號：②啟動所有在線 DSl8B20做溫度 A/D變換；③逐個讀出 27 在線 DSl8B20變換后的溫度數(shù)據(jù)。 3． 2． 5 DSl8B20溫度轉換子程序 ZWDSl8B20： MOV A， 30H ANL A,0FOH MOV 3AH， A 26 MOV A,31H ANL A,0FH ORL A,3AH SWAP A MOV B,10 DIV AB MOV 43H,A MOV 42H,B MOV DPTR,TABB MOV A,30H ANL A,OFH MOV B,2 MUL AB MOVC A， A+DPTR MOV 41H， A MOV A， 30H ANL A,OFH MOV B,2 MUL AB INC A MOVC A， A+DPTR MOV 40H,A RET TABB： DB 0,0， 0， 6， 1， 2， 1， 8， 2， 5， 3， 1， 3， 7， 4， 3， 5， 0 DB 5,6， 6， 2， 6， 8， 7， 5， 8， I， 8， 7， 9， 3 END 167。 3． 2． 3 DS18B20寫子程序 (有具體的時序要求 ) WIDSl8B20： MOV R2,8 CLR C WI： CLR I/O MOV R3,6 DJNZ R3,$ RRC A MOV I/O,C MOV R3， 23 DJNZ 3， $ SETB I/O NOP DJNZ R2， WI 25 SETB I/O RET 167。 3． 2． 1 DSl8B20初始化子程序 RSTl8B20： SETB I/O CLR I/O MOV R0,0FAH ；延時 500微秒 LPl： DJNZ RO,LPl SETB I/O ；釋放總線 MOV RO,15H ； 在 63微秒內(nèi)檢測是否出現(xiàn)應答信號 LP2:JNB I/O,LP3 DJNZ RO,LP2 CLR F1 ；清標志位，表示 DSl8B20不存在 LJMP LP5 LP3： SETB F1 ；標志位置 1，表示 DSl8B20存在 MOV R0,OFAH LP4： DJNZ R0,LP4 LP5： SETB I/O RET 24 167。 ORG 0100H I/O BIT P3． 4 START:LCALL RSTl8B20 ；調(diào) DSl8B20初始化子程序 MOV A， OCCH ；寫 CCH到 DSl8B20，以便跳過 ROM匹配 23 LCALL WIDSl8B20 ； WlDSl8B20是寫 DSl8B20子程序 JNB Fl， START ； 若 DSl8B20不存在則重新開始 MOV A， 44H ；發(fā)溫度轉換命令 LCALL WIDSl8B20 ；調(diào)寫 DSl8B20子程序 LCALL DSPLAY ；調(diào)顯示子程序 LCALL RSTl8B20 ；調(diào) DSl8B20初始化子程序 MOV A， 0BEH ；發(fā)讀溫度命令 LCALL WIDSl8B20 ； 調(diào)寫 DSl8B20子程序 LCALL RDDS18B20 ； RDDSl8B20是讀 DSl8B20子程序 LCALL ZWDSl8B20 ； ZWDsl8B20是溫度計算子程序 LCALL DSPLAY LJMP START 167。 167。用同樣方法讀取序列號的 56位。 無論是單點還是多點溫度檢測，在系統(tǒng)安裝及工作之前，應將主機逐個與DSl8B20掛接，讀出其序列號。 當有更多的檢測點需要測溫時，可利用 89C52的其它口進行擴展。 系統(tǒng)程序分傳感器控制程序和顯示器程序兩部分，傳感器控制程序是按照DSl8B20的通信協(xié)議編制【 30】。另外，也可以用 74LS244和 74LS06構成驅動顯示電路，但這樣同樣要加限流電阻。若考慮印制板布線的方便。在圖 2． 11所示的由 AT89C52控制的顯示電路中，要選取合適的電阻 R和 Ra，才能保證 LED的亮度，過大或者過小都無法讓 LED正常顯示。由于使用 4個單個 LED進行顯示的連線比較復雜，同時單片機的端口驅動能力也難以保證，而需要加入專門的驅動芯片。在顯示電路中，這些發(fā)光二極管有兩種接法：共陽極接法和共陰極接法。單個 LED是由 7段發(fā)光二極管構成的顯示單元。本系統(tǒng)僅掛接一個芯片，實現(xiàn)單點溫度檢測，使用默認的 12位轉換精度，外接供電電源，讀取的溫度值送指定的存儲單元，再按照溫度值字節(jié)的表示格式及其符號位，經(jīng)過簡單的變換即可得到實際溫度值。主機 AT89C52控制 DSl8B20完成溫度轉換必須經(jīng)過三個 步驟；初始化、ROM操作指令、存儲器操作指令。 溫度傳感器 DSl8B20將被測環(huán)境溫度轉化為帶符號的數(shù)字信號 (以十六位補碼形式，占兩個字節(jié) )，傳感器可置于離裝置 150米以內(nèi)的任何地方，輸出腳 I/O直接與單片機的 P3． 4相連，傳感器采用外部電源供電。若要實現(xiàn)多點溫度的檢測，可通過單總線在單片機 AT89C52上掛接多個傳感器 DSl8B20，由于其工作原理與圖 2— 11相同，因 此這里從略。 21 小結 基于單片機 AT89C52和溫度傳感器 DSl8B20的溫度測控系統(tǒng)原理示意圖如圖2． 11所示。此時，被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流。 Flash編程和程序校驗時： P2亦接收高 位地址和一些控制信號。 表 24 ﹒ P2: P2是一個內(nèi)部帶上拉電阻的 8位雙向 I/O口； P2的輸出緩沖級可驅動 4個 TTL邏輯門電路，對端口 P2寫“ 1”，通過內(nèi)部上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 與 AT89C51不同的是： /計數(shù)器 2的外部計數(shù)輸入（ ）和輸入（ ）。 P1的輸出緩沖級可驅動 4個 TTL邏輯門電路。 在 Flash編程時， P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 ﹒ P0: P0口是一組 8位漏極開路型的雙向 I/O口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復用口，作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動 8個 TTL邏輯門電路，對端口 P0寫“ 1” 時，可作為高阻抗輸入使用。 Flash存儲器編程時，該引腳加上 +12V