【正文】 線必須保證在溫度轉換期間提供足夠的能量，由于每個 DS18B20 在溫度轉換期間工作電流達到 1mA，當幾個溫度傳感器掛在同一根 I/O線上進行多點測溫時，只靠 上拉電阻就無法提供足夠的能量，會造成無法轉換溫度或溫度誤差極大。 如 EA 端保持高電平 (接 VCC 端 )， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFFH），EA端必須保持低電平 (接地 )。當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ,沒有兩次有效的 PSEN 信號。此外 ,該引腳會被微弱拉高 ,單片機執(zhí)行外部程序時 ,應設置 ALE無效。 如有必要 ,可通過對特殊功能寄存器 (SFR)區(qū)中的 8EH 單元的 D0位置位 ,可禁止 ALE操作。值得注意的是 :每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。 ALE/:當訪問外部存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。 WDT 溢出將使該引腳輸出高電平 ,設置 SFR AUXR 的 DISRTO 位 (地址 8EH)可打開或關閉該功能。 RST：復位輸入。對 P3 口寫“ 1”時 ,它們被內(nèi)部的上拉電阻拉高并可作為輸入端口。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)寄存器 (例如執(zhí)行 MOVXRi 指令 )時 ,P2 口線上的內(nèi)容 (也即特殊功能寄存器 (SFR)區(qū)中 P2寄存器的內(nèi)容 ),在整個訪問期間不改變。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 (IIL )。 P2口 :P2口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口 , P2口的輸出緩沖級可驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )4個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1” ,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平 ,此時可作輸入口 。 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。對端口寫“ 1”時，被定義為高阻輸入。同時該芯片還具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求 AT89C51 引腳 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù) 總線復用口。此外， AT89S51 可降 第 8 頁 至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作 ,并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式 ,空閑模式， CPU暫停工作，而 RAM、定時 /計數(shù)器、串行通信口、外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。單片機 AT89S51 強大的功能可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 （ 8）延時 60 微秒。 （ 6）延時 5 微秒。 （ 4）延時 3 微秒。 （ 2）延時 2 微秒。 （ 7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高。 （ 5） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 （ 3） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。 DS18B20 的寫操作 （ 1） 數(shù)據(jù)線先置低電平“ 0”。 （ 7） 若 CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“ 0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算 起（第（ 5）步的時間算起）最少要 480 微秒。 第 7 頁 （ 6） 延時等待（如果初始化成功則在 15到 60毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由 DS18B20所返回的低電平“ 0”。 （ 4） 延時 750 微秒（該時間的時間范圍可以從 480 到 960 微秒）。 DS18B20 的初始化 （ 1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“ 1”。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。 由于 DS18B20 是在一根 I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。在 DS18B20 出廠時該位被設置為 0，用戶不要去改動。 第 6 頁 表 2: DS18B20 溫度數(shù)據(jù)表 （ 3） DS18B20 溫度 傳感器的存儲器 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL 和結構寄存器。 表 1: DS18B20溫度值格式表 這是 12位轉化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8 比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際溫度。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20 的目的。 DS18B20 有 4 個主要 的數(shù)據(jù)部件： （ 1）光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。計數(shù)器 1 對 低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當計數(shù)器 1的預置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入 ，計數(shù)器1 重 新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器 2 計數(shù)到 0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測溫度。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的脈沖輸入。 DS18B20 測溫原理如圖 3 所示。 設計 任務 設計一個具有基于 DS1820 數(shù)字溫度傳感器的溫度檢測及顯示的系統(tǒng)。數(shù)字溫度計所測量的溫度采用數(shù)字顯示，控制器使用單片機AT89C51，測溫傳感器使用 DS18B20，用 3 位共陽極 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)溫度顯示。利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20 測量溫度信號，計算后在 LED 數(shù)碼管上顯示相應的溫度值。 通過本次課程設計，更加深對 51單片機的了解，進一步加深我們對 51單片機解決實際問題的工作 能力。文中還著重介紹了軟 、硬 件設計 及 C 語言實現(xiàn) 部分，在這里采用模塊化 編程 結構 。文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測電路、 數(shù)碼管掃描電路，顯示電路 。 西安文理學院物理與機械電子工程學院 課程設計報告 專業(yè)班級 10 級電子信息工程 2 班 課 程 單片機原理與接口技術 題 目 基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計 學 號 08101100219 學生姓名 李斌 指導教師 魏坤