【正文】 表33 二進制數(shù)據(jù)與溫度的對應關(guān)系溫度溫度數(shù)據(jù)輸出（二進制）溫度數(shù)據(jù)輸出（16進制）+125℃0000 0111 1101 000007D0h+85℃0000 0101 0101 00000550h+℃0000 0001 1001 00010191h+℃0000 0000 1010 001000A2h+℃0000 0000 0000 10000008h0℃0000 0000 0000 0000000h℃1111 1111 1111 1000 FFF8h℃1111 1111 0101 1110FF5Eh℃1111 1110 0110 1111 FF6Fh55℃1111 1100 1001 0000FC90h DS18B20序列號編碼DS18B20內(nèi)部具有出廠前固化的8字節(jié)代碼，如表34所示。讀取溫度數(shù)據(jù)，設(shè)定溫度報警限。這時，信號線上所有相連DS18B20都進行編碼匹配，只有編碼一致的DS18B20才被激活，可以接受下面的內(nèi)存訪問命令。準備接受用戶的序列號命令。每個讀周期最短的持續(xù)時間為60us，各個讀周期之間必須有1us以上的高電平恢復期。讀時間片：主機將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平1us以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產(chǎn)生讀起始信號。在15us之內(nèi)將所需寫的位送到數(shù)據(jù)線上，在15us到60us之間對數(shù)據(jù)線進行采樣，如果采樣為高電平，就寫1，如果是低電平，寫0就發(fā)生。初始化：主機發(fā)一位復位脈沖（對短為480us的低電平），接著主機釋放總線進入接收狀態(tài)，DS18B20在檢測到I/O引腳上的上升沿之后，等待15~60us然后發(fā)出存在脈沖（60~240us的低電平）。讀供電方 式0B4H讀DS18B20的供電模式，寄生供電是DS18B20發(fā)送“0”，外接電源供電DS18B20發(fā)送“1”。復制暫存 器48H將RAM中的第4字內(nèi)容復制到EEPROM中。讀暫存器0BEH讀內(nèi)部RAM中的內(nèi)容。告警搜索命令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過設(shè)定上限或是下限的片子做出響應。搜 索ROM0F0H用于確定掛在同一總線上DS18B20的個數(shù)和識別64位ROM地址，為操作各個器件做好準備。系統(tǒng)對DS18B20的操作以ROM命令（5個）和存儲器命令（6）形式表現(xiàn)，各種指令功能如表31，32所示。單線信號包括復位脈沖，響應脈沖，寫“0”，寫“1”，讀“1”。主機輸出低電平延時2us，然后主機轉(zhuǎn)入輸入模式延時12us，然后讀取總線當前電平，然后延時50us。每個讀時序都由主機發(fā)起，至少拉低總線1us。圖39 初始化時序圖310 寫時序圖311 讀時序(3) 讀時序如圖311總線器件僅在主機發(fā)出讀時序是，才向主機傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時序，以便從機能夠傳輸數(shù)據(jù)。寫1時序，主機輸出低電平，延時2us，然后釋放總線，延時60us。(2) 寫時序如圖310寫時序包括寫0時序和寫1時序。主機輸出低電平，保持低電平時間至少480us，以產(chǎn)生復位脈沖。(1) 初始化時如圖39總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，主機響應應答脈沖。復位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DS18B20收到信號后等待15～60微秒左右后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。(1) DS18B20的性能特點如下[9]：1) 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；2) 多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；3) 無須外部器件；4) 可通過數(shù)據(jù)線供電，～；5) 零待機功耗；6) 溫度以3位數(shù)字顯示；7) 用戶可定義報警設(shè)置；8) 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；9) 負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。一條單總線上可以掛接若干個數(shù)字溫度傳感器，每個傳感器有一個唯一的地址碼。該器件將半導體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)化器、存儲器等做在一個很小的集成電路芯片上，傳感器直接輸出的就是溫度信號數(shù)字值。按語音提示鍵播報溫度,不按不播報。錄音時按下鍵后開始錄音,錄完每段后放開按鍵,錄音停止。我們錄音13段。我們說話平均語速4字/秒，所以20秒我們錄80字。如果 AA7 同為高電平時，ISD1420芯片進入模式操作方式。如果 AA7 中間至少有一個低電平，則 A0～A7 輸入全解釋為地址位，作為起始地址用，此時地址線僅僅作為輸入端口，在操作過程中不能輸出內(nèi)部地址信息。 芯片引腳介紹圖36 ISD1420芯片引腳圖圖36 ISD1420芯片引腳圖AOA7為地址或操作模式控制端；VSSD為數(shù)字地；VSSA為模擬地:SP＋、SP為音頻信號輸出端，可以驅(qū)動816個揚聲器；VCCA為模擬電源；VCCD為數(shù)字電源；MIC為話筒輸人端，可用駐極體話筒，通過電容耦合；MICREF為話筒輸人參考端，若不用應懸空；AGC為自動增益控制端，調(diào)整芯片內(nèi)部前置放大器增益，使錄入信號不失真；ANAIN,ANAOUT兩端間接電容，該端用于模擬信號的直接輸人、輸出；XCLK為外部時鐘或接地(一般用戶接地即可)；REC/為錄、放音控制，低電平為錄音(此時PLAYE/或PLAYL/=O)；PLAYL/為電平放音控制(低電平有效)，放音時應該保持低電平(此時REC/=0)；PLAYE/為邊沿放音控制，下降沿開始放音(此時REC/=0)；RECLED/為錄音指示，接發(fā)光二極管，錄音時亮，放音結(jié)束閃爍一下，然后熄滅。ISD系列語音芯片特點: （a）所需外圍元件少，電路簡單，操作方便；（b）采用直接模擬量存貯技術(shù)DAST(Direct Analog Storage Technology)，再現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原聲；（c）零功率信息存貯，省掉備用電源；（d）信息可保存10年以上，可反復錄放達10萬次之多；（e）易于使用，語音固化無需專用編程或開發(fā)裝置，可隨意改變錄音內(nèi)容；（f）較強的選址能力，可進行分段管理和分段存儲多段信息；（g）具有自動省電模式，錄音和回放后即刻進入等待模式，；（h）自帶時鐘源，高抗干擾性能；（i）可直接驅(qū)動816喇叭工作，輸出不失真功率大于50mW。這種獨特的單片解決方案使用了ISD的專利模擬存儲技術(shù)。由ISD1420組成的最小應用系統(tǒng)僅包含：一個麥克，喇叭，幾個阻容元件，兩個開關(guān)和電源。 ISD1420芯片簡述SD1420語音芯片是由美國ISD(Information Storage Device)公司開發(fā)的高保真、不怕斷電、錄放一體化的單片固態(tài)語音集成電路。 語音電路本系統(tǒng)語音電路可錄制四段提示音，同時，在電話接通后，可以將語音分段播放。 單片機復位期間不產(chǎn)生ALE和PSEN信號，即ALE=1，這表明單片機復位不會有任何取值操作。圖35 按鍵復位電路該電路除了具有上電復位電路功能，還可以使用中復位，只要按下RESET鍵，此時電源VCC經(jīng)電阻R1加上持續(xù)兩個機器周期（即24個振蕩周期）的高電平。無論是在單片機剛接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位。我們要求的溫度在一定的范圍內(nèi)為安全溫度，我們設(shè)置的上界溫度為35℃，當測量值在正常范圍內(nèi)時，音頻信號不發(fā)聲，當達到一定的上界或者下界時，報警電路開始工作，音頻發(fā)音告警，操作人員觀察音頻發(fā)生器是否發(fā)音，就可知道被測量器件工作是否正常。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三狀態(tài)的。當DS18B20處于寫存儲器操作和溫度A/D變換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為10 μs。另一種是寄生電源供電方式，如圖33所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET管來完成對總線的上拉。 溫度檢測和報警主機硬件電路設(shè)計圖32中的按健復位電路是上電復位加手動復位，使用比較方便，在程序跑飛時，可以手動復位，這樣就不用在重起單片機電源，就可以實現(xiàn)復位。：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。：T0，計時計數(shù)器0輸入。：INT0，外部中斷0輸入。其引腳分配如下：：RXD，串行通信輸入。如果是使用8052或是8032的話，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。P2除了用做一般I/O端口使用外，若是在AT89S51擴充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個時候P2便不能當作I/O來使用了。設(shè)計者必須外加一個鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一個完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。其他三個I/O端口（PPP3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當作I/O用時可以推動8個LS的TTL負載。AT89S51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。AT89S51可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進鎖存器中，因為AT89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（VPP）。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因為其內(nèi)部無程序存儲器空間。RESET：AT89S51的重置引腳，高電平動作，當要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。 雙數(shù)據(jù)寄存器指針AT89S51的引腳功能介紹：VCC：AT89S51 電源正端輸入，接+5V。 3級加密位 128x8bit內(nèi)部RAM 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程 中斷喚醒省電模式 全雙工UART串行中斷口線 32個雙向I/O口 AT89S51主要功能特性空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。圖 31 AT89S51引腳圖AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。它可以完成自動加載復位，省去人工調(diào)整的麻煩，可以做到無人職守。根據(jù)題目要求，充分利用了單片機靈活控制的優(yōu)點，發(fā)揮其優(yōu)勢功能，采用單片機控制顯示信號燈，提高了系統(tǒng)的靈活性，設(shè)置方便。單片機按鍵輸入電路顯示電路溫度控制電路測溫電路時鐘電路復位電路報警電路圖21 溫度報警系統(tǒng)總體方框圖 系統(tǒng)的基本工作過程在工農(nóng)業(yè)應用方面，該溫度監(jiān)測及報警系統(tǒng)是一種比較智能、經(jīng)濟的方案，適于大力推廣，該系統(tǒng)能夠?qū)Νh(huán)境溫度進行采集，然后再與設(shè)定溫度進行比較，通過比較分析當前溫度值是否超出設(shè)定溫度范圍，如果超過溫度限制，溫度報警系統(tǒng)將進行報警?？撮T狗電路完成對系統(tǒng)電源電壓的監(jiān)測工作。單元模塊功能如下：檢測電路由溫度傳感器DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。然后檢查系統(tǒng)工作正常與否；c. 在LED數(shù)碼管能夠正常顯示環(huán)境溫度和實現(xiàn)溫度設(shè)定的選擇之后，進行溫度控制、顯示和語音報警的部分電路的設(shè)計工作；d. 如果溫度能夠?qū)崿F(xiàn)控制、顯示和語音報溫及報警，則設(shè)計任