【正文】 復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組 成，應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道總線上有從機(jī)設(shè)備且準(zhǔn)備就緒。 每次訪問(wèn) DS18B20，必須嚴(yán)格遵守這個(gè)命令時(shí)序，如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。當(dāng)不滿足條件時(shí)，彩燈熄滅。在該系統(tǒng)中，當(dāng)溫度超過(guò) 26 攝氏度時(shí)，單片機(jī) 輸出高電平，驅(qū)動(dòng)高溫彩燈亮，啟動(dòng)制冷設(shè)備。按鍵 K K3，一端接地，另一端與單片機(jī)的 10 腳、 11 腳相連，其功能是每按下一次按鍵，溫度顯示值加 1或減 1。 按鍵 K1一端與單片機(jī)的外部中斷 0（ /INT0,12 腳）相連，另一端接地。 16 A02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B711CE19A B / B A1U37 4 HC 2 4 5 圖 12 信號(hào)功率放大電路圖 溫度設(shè)置電路 溫度調(diào)節(jié)由三個(gè)不鎖按鍵電路實(shí)現(xiàn)。 本電路選擇 DIR=“ 1”， G=“ 0”則 A1輸入 B1 輸出，單片機(jī) P2 口輸出顯示 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號(hào)到 74HC245 的 A1~A8 腳，使信號(hào)功率放大，再通過(guò) B1到 B8 腳輸出到四位一體共陰數(shù)碼管數(shù)據(jù)腳，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。第 10腳 GND，電源地。 第 11 到 18 腳 “B” 信號(hào)輸入輸出端，功能與 “A” 端一 樣，不 再贅述。 第 2 到 9 腳 “A” 信號(hào)輸入輸出端， A1=B1??A8=B8 ， A1 與 B1 是一組，如果 DIR=“1” ,G=“0” 則 A1 輸入 B1 輸出 ，其它 類同。 74HC245 引腳圖如圖 11 所示。譯碼電路如圖 10所示。 第 15 腳為 VCC，電源正極。其它任何 組合方式將不被選通，且 Y0~Y7 輸出全為“ 1”。 引腳說(shuō)明： 第 3腳 A、 B、 C二進(jìn)制輸入腳。 圖 8 LED 數(shù)碼管引腳圖 2. 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼 器 由于要對(duì)四位一體共陰數(shù)碼管提供位選信號(hào)，供其選通四個(gè)數(shù)碼管 ,所以在系統(tǒng)中使用了74HC138 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器。它的 7 腳為位選腳，分別對(duì)應(yīng)從左到右四個(gè)數(shù)碼管，輸入低電平選通。 K4C31 0 uR51 0 k 圖 7 手動(dòng)復(fù)位電路 溫度顯示電路 本系統(tǒng)中，溫度顯示硬件由 74HC138 八位二進(jìn)制譯十進(jìn)制譯碼器 ， 74HC245 信號(hào)功率放大 和四位一體共陰數(shù)碼 管構(gòu)成。系統(tǒng)上電運(yùn)行后，若需要復(fù)位，則通過(guò)手動(dòng)復(fù)位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 如圖 6 所示。 反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為 XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。 9腳（ RST）接按鍵復(fù)位電路，提供復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)。 在該系統(tǒng)中，要使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理與控制，則要使單片機(jī)的 20 腳（ GND）接地，40腳（ Vcc）和 31 腳（ /EA）接正 5V電源。 信號(hào)處理與控制電路 信號(hào)處理與控制采用 1單片機(jī)基本電路。 P3端口還用于一些復(fù)用功能，其復(fù)用功能如表 1所列。對(duì)端口寫 1 時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻吧端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。其中 P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。這三個(gè)引腳分別為： GND——電源地； QD—— 數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端 ； VDD—— 外接供電電源（可選 5V）。使得用戶可選擇更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍和分辨率設(shè)定，同時(shí)用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在 EEPROM 中，掉電后依然保存。 ℃。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。 ℃。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。 DS18B20 是 Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的硬件部分主要可分為溫度采集電路，信號(hào)處理與控制控制，溫度顯示電路，溫度調(diào)節(jié)電路，控制指示電路五大部分。而這些信號(hào)將分別作為 LED 數(shù)碼管顯示的信號(hào)輸入和啟動(dòng)制冷設(shè)備、電暖設(shè)備的輸入。在本次設(shè)計(jì)中，溫度數(shù)據(jù)采集用到的傳感器是 DS18B20。而數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 接線簡(jiǎn)單，數(shù)字輸出量能直接作為單片機(jī)的輸入數(shù)據(jù)， 同時(shí)考慮到只是在普通環(huán)境下測(cè)量，無(wú)論在靈敏 10 度、線性范圍、穩(wěn)定性，還是在精度方面， DS18B20 的強(qiáng)大功能已足夠滿足設(shè)計(jì)需要。 圖 3 數(shù)字傳感器式溫度控制器 根據(jù)上述選擇傳感器的原則，考慮到模擬量輸出傳感器會(huì)帶來(lái)許多不便，具體體現(xiàn)在接線多、信號(hào)處理復(fù)雜等，在硬件實(shí)現(xiàn)方面比較困難。而總體方案和系統(tǒng)電路圖方面基本上和熱敏式傳感器相同，只在數(shù)據(jù)采集方面有所差別。具體系統(tǒng)電路圖如圖 2 所示： 圖 2 熱敏電阻式溫度控制器電路圖 另一種是采用單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。信號(hào)傳輸采用無(wú)條件輸入方式，啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換后延時(shí)100 微妙從 P0 口采集數(shù)據(jù)?？傮w方案示意圖如圖 1 所示： 8 圖 1 熱敏電阻式溫度控制器 具體方案如下：溫度傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后由 P0 口輸入。而 89C52 單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好 ,故本系統(tǒng)選擇采用 89C52 單片機(jī)。選擇的原則要考慮溫度范圍、溫控精度、測(cè)溫場(chǎng)合、價(jià)格等幾方面的因素。傳統(tǒng)上分立式溫度傳感器是最常用的溫度傳感器元件，而集成溫度傳感器特點(diǎn)是測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫 、控溫，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單，它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種溫度傳感器。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。 （ 6）精度的選擇 精度是傳 感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定之后首先要看其量程是否滿足要求。從理論上講，在此范圍內(nèi)靈敏度應(yīng)保持定值。 （ 3）頻率響應(yīng)特性 傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，傳感器的頻率響應(yīng)好，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，傳感器的輸出信號(hào)必須在允許的頻率范圍內(nèi)保持不失真，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有 一定得延遲，希望延遲時(shí)間越來(lái)越好。 在綜合考慮上述因素之后就能確定選擇何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標(biāo)。作為單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)前向通道的關(guān)鍵部件，在選擇傳感器時(shí)應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面： （ 1）根據(jù)測(cè)控對(duì)象與測(cè)控環(huán)境確定傳感器的類型 首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。當(dāng)傳感器選定之后，與之相配套的測(cè)控電路也就可以確定了。 溫度傳感器的選擇 在介紹溫度傳感器的選擇原則之前，首先介紹在測(cè)控系統(tǒng)中選擇傳感器的總原則，本原則適用于各種傳感器的選擇。 智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、 A/D 傳感器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。目前，行許多著名的集成電路生產(chǎn)已開(kāi)發(fā)出上百種智能溫度傳感器產(chǎn)品。 智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在 20 世紀(jì) 90 年代中期問(wèn)世的。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一（僅測(cè)量溫度）、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非線性 校準(zhǔn)。模擬集成溫度傳感器是在 20 世紀(jì) 80 年代問(wèn)世的。它的理論基礎(chǔ)是建立在熱電效應(yīng)上，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。 熱電偶是一種傳統(tǒng)的溫度傳感器，其測(cè)溫范圍一般為 50 到 +1600℃ ，最高可達(dá)+2800℃ ，并且有較高的測(cè)量精度。由于純金屬的溫度系數(shù)比合金的高，因此均采用純金屬作為熱電阻組件