【正文】 ncy? ? 是 否 否 否 是 是 將 search_direction設(shè)置為 id bit 的值y ? 設(shè) search_direction數(shù)據(jù)位值為 1 設(shè) search_direction數(shù)據(jù)位值為 0 將 ROM_NO 中第 id_bit_number 位的值賦給search_direction searchdirection= 0?將 ROM_NO 中第 id_bit_number 位的值賦給search_direction 否 是 將當(dāng)前的 id_bit_number 值賦給 last_zerosearchdirection=0? 將 search_direction 位賦給 ROM_NO 中的第 id_bit_number 位；并向 1Wire 總線上參與搜索的器件發(fā)送該位 遞增 id_bit_number 的值 id_bitnumber64? 否 是 將 last_zero 的值賦給 LastDiscrepancy lastdiscrepancy=0 ？ 設(shè)置 LastDeviceFlag 標(biāo)記為已找到最后一個器件 last_zero9? 否 是 將 last_zero的值賦給 LastFamilyDiscrepancy 是 3 否 基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 20 圖 C 語言程序?qū)崿F(xiàn) 根據(jù)上述規(guī)則， DS18B20的 ROM碼搜索識別 C語言程序如下， Search One ROM()的功能是進(jìn)行一次搜索，若搜索成功， ROM碼存儲在 ROM[8]數(shù)組中，且返回值為TRUE，若搜索失敗，則返回 FALSE。如果 “ 兩讀 ” 數(shù)據(jù)為 01，則表示總線上所有器件在該位上均位 0，為保持器件與總線的聯(lián)系， “ 一 寫 ” 操作主機(jī)應(yīng)寫 0。如果 “ 兩讀 ” 數(shù)據(jù)為 00，則表示總線上器件在該位上數(shù)據(jù)發(fā)生沖突 ，“一 寫 ” 寫的數(shù)據(jù)此種情況下具有 “ 排除 ” 的作用，如果器件 ROM 編碼在該位上的數(shù)據(jù)與 “ 一 寫 ” 寫的數(shù)據(jù)相同，則繼續(xù)保持與總線的聯(lián)系。 表 31 “兩讀”數(shù)據(jù)解釋 “兩讀”數(shù)據(jù) “兩讀”數(shù)據(jù)解釋 00 有器件的總線上，總線 上所有器件再次數(shù)據(jù)位上發(fā)生沖突 01 有器件的總線上，總線上所有器件再次數(shù)據(jù)位均為 0 10 有器件的總線上，總線上所有器件再次數(shù)據(jù)位均為 1 11 沒有器件在總線上 基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 18 (2)寫 一位 對 ROM 編碼的某一位 “ 兩讀 ” 之后，對該位進(jìn)行 “ 一 寫 ” 操作。之后主機(jī)再次進(jìn)行的 “ 兩讀 ” 則是針對 ROM 編碼的第二位，以此類推。再執(zhí)行一次讀，因?yàn)?ROM 搜索命令正在執(zhí)行所以總線上所有器件把各自 ROM 編碼的第一位的補(bǔ)碼放在總線上，第二次讀獲得的數(shù)據(jù)也是所有器件放在總線上數(shù)據(jù)的 “ 與 ” 。 (1)讀兩位 總線主機(jī)發(fā)布 ROM 搜索 命令后執(zhí)行一次讀，總線上所有器件就把它們各自 ROM 編碼的第一位放到總線來作出響應(yīng)。對 64 位 ROM 編碼識別從最低位開始， ROM 編碼的每一位搜索過程可總結(jié)為 “ 兩讀一寫 ” ：讀一位，讀該位補(bǔ)碼；寫一位。 當(dāng)單線總線上掛有多個 DS18B20 時，系統(tǒng)對總線上器件的數(shù)量和每個器件的ROM的識別與搜索是通過 DS18820 ROM 搜索命令與算法配合來實(shí)現(xiàn)的。 搜索算法首先通過復(fù)位（ reset）和在線應(yīng)答脈沖（ presence pulse）時隙將 1Wire 總線上的所有器件復(fù)位；成功地執(zhí)行該操作后，發(fā)送 1 個字節(jié)的搜索命令；搜索命令使 1Wire 器件準(zhǔn)備就緒、開始進(jìn)行搜索操作。在 DS18B20 組成的測溫系統(tǒng)中 ,主機(jī)在發(fā)出跳過 ROM 命令之后 , 再發(fā)出統(tǒng)一的溫度轉(zhuǎn)換啟動碼 44H, 就可以實(shí)現(xiàn)所有 DS18B20的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換 ,再經(jīng)過 1秒后 ,就可以用很少的時間去逐一讀取。而所謂跳過 ROM命令即為：之后的操作是對初始化 DS18B20 開始 發(fā) Skip ROM 命令 溫度轉(zhuǎn)換 延時 500ms 等待溫度轉(zhuǎn)換 初始化 DS18B20 發(fā) Skip ROM 命令 發(fā)讀溫度命令 讀 DS18B20 返回 EEPROM 中的內(nèi)容，順序從字節(jié) 0 的 LSB 位開始 讀兩次，即讀出溫度值的高低 兩字 將二進(jìn)制溫度轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制溫度取整數(shù)部分的 7 位至 ACC 各位中以實(shí)現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換 結(jié)束 基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 16 所有 DS18B20 的。訪問流程圖如下： 主程序 液晶顯示子程序 溫度測量子程序 中斷程序控制 鍵盤掃描選擇程序 基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 15 圖 32 單點(diǎn)溫度測量流程圖 多點(diǎn)測量溫度 多點(diǎn)測量溫度中需每一片 DSl8B20在 ROM中都存有唯一的序列號 , 在出廠前己寫入片內(nèi) ROM中 ,主機(jī)在進(jìn)入操作程序前必須逐一接入 DS18B20用讀 ROM(33H)命令將該 DS18B20 的序列號讀出并登錄。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。每一個執(zhí)行軟件也就是一個小的功能執(zhí)行模塊。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。這些命令允許總線控制器讀寫 DS18B20 的暫存器，發(fā)起溫度轉(zhuǎn)換和識別電源模式?？偩€控制器在發(fā)起一條 DS18B20 功能指令之前必須先發(fā)出一條 ROM 指令。這些指令同樣也可以使總線控制器識別有多少個什么型號的器件掛在總線上，同樣，它們也可以識別哪些器件已經(jīng)符合報警條件。 ROM 操作指令 一旦總線控制器探測到一個存在脈沖，它就發(fā)出一條 ROM指令。初始化序列包括一個由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和其后由從機(jī)發(fā)出的存在脈沖。如果總線停留在低電平超過 480us，總線上的所有器件都將被復(fù)位。無論任何理由需要暫停某一執(zhí)行過程時，如果還想恢復(fù)執(zhí)行的畫，總線必須停留在空閑狀態(tài)。這樣的系統(tǒng)允許每一個掛在總線上的區(qū)間都能在適當(dāng)?shù)臅r間驅(qū)動它。 圖 19 CRC 生成 單線總線系 統(tǒng) 單總線系統(tǒng)只有一條定義的信號線。如果計(jì)算得到的 CRC 值和讀取出來的 CRC 值相吻合，數(shù)據(jù)被無錯傳輸。 CRC能夠在總線控制器讀 DS18B20 時進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。 CRC 碼由 ROM的前 56 位計(jì)算得到，被包含在 ROM 的重要字節(jié)當(dāng)中。對應(yīng)的溫度 計(jì)算：當(dāng)符號位 S=0 時，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng) S=1 時，先將補(bǔ)碼變?yōu)樵a，再計(jì)算十進(jìn)制值。 當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲器的第 0和第 1 個字節(jié)。暫存器的位 7 和位 04被器件保留，禁止寫入；在讀回?cái)?shù)據(jù)時，它們?nèi)勘憩F(xiàn)為邏輯 1。上電默認(rèn)設(shè)置： R0=1,R1=1（ 12 位精度）。 HIGH TEMPERATURE TEMPRATURE SENSOR 64BIT ROM AND 1WIRE PORT POWER SUPPLY SENSE MEMORY AND CONTROL LOGIC SCRATCHPAD 8BIT CRC GENERATOR LOW TEMPERATURE DQ INTERNAL VDD VDD 基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 9 圖 16 高速暫存存儲器映象 存儲器的第 4位為配置寄存器。這些數(shù)據(jù)在讀回時全部表現(xiàn)為邏輯 1。字節(jié) 4包含配置寄存器數(shù)據(jù)，詳細(xì)介紹如下圖所示。字節(jié) 0 和字節(jié) 1為測得溫度信息的 LSB 和 MSB，這兩個字節(jié)是只讀的。 64 位 ROM 和 ROM 操作控制區(qū)允許 DS18B20 作為單總線器件并按照單總線協(xié)議工作。接著的 48位是一個唯一的序列號。 圖 14 DS18B20 方框圖 DS18B20 芯片各部分介紹 (1)64 位激光 ROM 每個 DS18B20 都有一個唯一儲存在 ROM 中的 64位編碼。 64 位 ROM 的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X^8＋ X^5＋ X^4＋ 1）。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DSl8B20 的內(nèi)部主要包括寄生電源、溫度傳感器、 64 位激光 ROM 單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器、溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL 用于存儲用戶寫入報警上下限的報警觸。 為數(shù)字信號輸入 /輸出端。 (8)掉電保護(hù)功能， DS18B20 內(nèi)部含有 EEPROM，在系統(tǒng)斷電以后，它仍可保存分辨率及報警溫度的設(shè)定值。 (6)測量參數(shù)可配置 DS18B20 的測量分辨率可通過程序設(shè)定 9~12 位。 (5)供電 方式靈活， DS18B20 可以通過內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。 基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 7 (3)在使用中不需要任何外圍元件。 (2)測量溫度范圍寬，測量精度高 DS18B20 的測量范圍為 55℃ ~+125 ℃；在 10~+85℃范圍內(nèi)，精度為177。 DS18B20 芯片的特性 DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器，即“一線器件”，其具有獨(dú) 特的優(yōu)點(diǎn)： (1)采用單總線的接口方式，與微處理器連接時，僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。型號多種多樣，有 LTM8877， LTM8874 等等。它的體積小，電壓適用范圍寬 (3V~5V)，并且可以通過編程實(shí)現(xiàn) 9~12位的溫度讀數(shù)，即具有可調(diào)的溫度分辨率，因此實(shí)用性和可靠性較高，在許多行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。 (11)AREF： A/D 的模擬基準(zhǔn)輸入 引腳 。不使用 ADC 時，該 引腳 應(yīng)直接與 VCC 連接。 (9)XTAL2： 反向振蕩放大器的輸出端。持續(xù)時間 小于門限間的脈沖不能保證可靠復(fù)位。 (7)RESET： 復(fù)位輸入 引腳 。作為輸入使用基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 6 時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。 (6)端口 D(PD7~PD0)： 端口 D 為 8 位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。在復(fù)位過程中，即使 系統(tǒng)時鐘 還未起振，端口 C處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以 輸出和吸收大電流。在復(fù)位過程中，即使 系統(tǒng)時鐘 還未起振，端口 B處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過程中，即使 系統(tǒng)時鐘 還未起振，端口 A處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖 器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。 ATmega16 的主要特性 ATmega16 單片機(jī) 報警顯示 液晶顯示 按鍵控制 DS18B20 DS18B20 基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 4 (1)先進(jìn)的 RISC 結(jié)構(gòu) 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash，擦寫壽命： 10， 000 次 512 字節(jié)的 EEPROM，擦寫壽命： 100， 000 次 1K 字節(jié)的片內(nèi) SRAM (2)JTAG 接口（與 標(biāo)準(zhǔn)兼容） 符合 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能 支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能 通過 JTAG接口實(shí)現(xiàn)對 Flash、 EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程 (3)外設(shè)特點(diǎn) 兩個具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的 8 位定時器 /計(jì)數(shù)器 一個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時器 /計(jì)數(shù)器 具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時計(jì)數(shù)器 RTC 四通道 PWM 8 路 10 位 ADC 8 個單端通道 面向字節(jié)的兩線接口 兩個可編程的串行 USART 可工作于主機(jī) /從機(jī)模式的 SPI串行接口 具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器 片內(nèi)模擬比較器 (4)I/O 和封裝 32 個可編程的 I/O 口 40 引腳 PDIP 封裝 ,44 引腳 TQFP 封裝 ,與 44 引腳 MLF 封裝 ATmega16 引腳介紹 基于 DS18B20 單線多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng) 5 圖 12 ATmega16 引腳圖 (1)VCC：供電電壓 (2)GND：接地 (3)端口 A(PA7~PA0)：端口 A 做為 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。所有的寄存器都直接與運(yùn)算邏單元 (ALU)相連接， 使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨(dú)立的寄存器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐