【正文】 主程序需要調(diào)用4 個(gè)子程序，分別為數(shù)碼管顯示程序，溫度測(cè)試及處理子程序，報(bào)警子程序，中斷設(shè)定子程序。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(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)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(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。（也可采用發(fā)光二級(jí)管報(bào)警電路，如過(guò)需要報(bào)警，則只需將相應(yīng)位置1，當(dāng)參數(shù)判斷完畢后，再看報(bào)警模型單元ALARM 的內(nèi)容是否與預(yù)設(shè)一樣，如不一樣，則發(fā)光報(bào)警）報(bào)警電路硬件連接見(jiàn)圖 。 溫度報(bào)警電路本設(shè)計(jì)采軟件處理報(bào)警，利用有源蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警輸出，采用直流供電。每個(gè)讀時(shí)隙都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us，在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)序之后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送0 或1。主機(jī)要生成一個(gè)寫時(shí)間隙，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時(shí)間隙開始后的15μs 內(nèi)允許數(shù)據(jù)線拉到高電平。I/O線電平變低后，DS18B20 在一個(gè)15μs 到60μs 的窗口內(nèi)對(duì)I/O 線采樣。有兩種寫時(shí)間隙，寫1 時(shí)間隙和寫0 時(shí)間隙。在寫字節(jié)程序中的寫一個(gè)bit 位的時(shí)候，沒(méi)有按照通常的分別寫0時(shí)序和寫1 時(shí)序，而是把兩者結(jié)合起來(lái)，當(dāng)主機(jī)拉低總線后在15us 之內(nèi)將要寫的位c 給DO：如果c 是高電平滿足15us 內(nèi)釋放總線的要求，如果c是低電平，則DO＝c這條語(yǔ)句仍然是把總線拉在低電平，最后都通過(guò)延時(shí)58us 完成一個(gè)寫時(shí)序(寫時(shí)序0或?qū)憰r(shí)序1)過(guò)程。寫時(shí)序均起始于主機(jī)拉低總線，產(chǎn)生寫1 時(shí)序的方式：主機(jī)在拉低總線后，接著必須在15us之內(nèi)釋放總線。當(dāng)總線被釋放后，上拉電阻將單總線拉高。在主機(jī)初始化過(guò)程，主機(jī)通過(guò)拉低單總線至少480us，來(lái)產(chǎn)生復(fù)位脈沖。發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令，再總線復(fù)位。(2)接著主機(jī)發(fā)送ROM命令，程序開始讀取單個(gè)在線的芯片ROM編碼并保存在單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，把用到的DS18B20 的ROM 編碼離線讀出，最后用一個(gè)二維數(shù)組保存ROM 編碼，數(shù)據(jù)保存在X25043中。這些命令允許主機(jī)寫入或讀出DS18B20便箋式RAM、啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換。這些命令與各個(gè)從機(jī)設(shè)備的唯一64 位ROM 代碼相關(guān)。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)，且準(zhǔn)備就緒。當(dāng)然，搜索ROM命令和報(bào)警搜索命令，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，要返回初始化。所有的串行通訊，讀寫每一個(gè)bit 位數(shù)據(jù)都必須嚴(yán)格遵守器件的時(shí)序邏輯來(lái)編程，同時(shí)還必須遵守總線命令序列，對(duì)單總線的DS18B20 芯片來(lái)說(shuō)，訪問(wèn)每個(gè)器件都要遵守下列命令序列：首先是初始化；其次執(zhí)行ROM 命令；最后就是執(zhí)行功能命令(ROM 命令和功能命令后面以表格形式給出)。一旦主機(jī)檢測(cè)到DS18B20 的存在，它便可以發(fā)送一個(gè)器件ROM 操作命令。為了讀出從讀時(shí)間片開始算起15微秒的狀態(tài)，主機(jī)必須停止把引腳驅(qū)動(dòng)拉至低電平。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至邏輯低電平時(shí)產(chǎn)生讀時(shí)間片。有兩種類型的寫時(shí)間片：寫1 時(shí)間片和寫0 時(shí)間片。DS18B20 通過(guò)使用時(shí)間片來(lái)讀出和寫入數(shù)據(jù)，時(shí)間片用于處理數(shù)據(jù)位和進(jìn)行何種指定操作的命令。在檢測(cè)到I/O 引腳上的上升沿之后，DS18B20 等待15～60μs,并且接著發(fā)送脈沖（60～240μs 的低電平信號(hào)）。主機(jī)發(fā)送（Tx）復(fù)位脈沖（最短為480μs 的低電平信號(hào)）。經(jīng)過(guò)單線接口訪問(wèn)DC18B20 必須遵循如下協(xié)議：初始化、ROM 操作命令、存儲(chǔ)器操作命令和控制操作。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC 降到3V 時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。DS18B20與芯片連接電路如圖 ：圖 DS18B20與單片機(jī)的連接外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。無(wú)論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5KΩ左右的上拉電。但寄生電源方式需要強(qiáng)上拉電路, 軟件控制變得復(fù)雜(特別是在完成溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到E2PROM 時(shí)) , 同時(shí)芯片的性能也有所降低。DS18B20 的電源供電方式有2 種: 外部供電方式和寄生電源方式。必須先啟動(dòng)DS18B20開始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。圖 溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)原理圖 主控制器單片機(jī)AT89S52具有低電壓供電和小體積等特點(diǎn)，兩個(gè)端口剛好滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很合適攜手特式產(chǎn)品的使用。由圖1可看到，本電路主要由DS18820溫度傳感器芯片、數(shù)碼管顯示模塊和AT89S52單片機(jī)芯片組成。然后，通過(guò)AT89S52單片機(jī)芯片對(duì)送來(lái)的測(cè)量溫度讀數(shù)進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)換，井將此結(jié)果送入液晶顯示模塊。本溫度計(jì)大體分三個(gè)工作過(guò)程。（2）、 測(cè)量數(shù)據(jù)比較表2為采用直接讀取測(cè)溫結(jié)果方法和采用計(jì)算方法得到的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)比較，通過(guò)比較可以看出，計(jì)算方法在DS1820測(cè)溫中不僅是可行的，也可以大大的提高DS1820的測(cè)溫分辨率。 根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。高速暫存存儲(chǔ)器除了配置寄存器外，還有其他8個(gè)字節(jié)組成，其分配如下所示。 R1和R0模式表R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)/mm009位0110位1011位1112位由表1可見(jiàn)，設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)。 DS18B20暫存寄存器分布寄存器內(nèi)容字節(jié)地址溫度最低數(shù)字位0溫度最高數(shù)字位1高溫限值2低溫限值3保留4保留5計(jì)數(shù)剩余值6每度計(jì)數(shù)值7CRC校驗(yàn)8該字節(jié)各位的定義如下：TM R1 R0 1 1 1 1 1低5位一直都是1，TM是測(cè)試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作模式還是在測(cè)試模式。℃、℃為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度Ts可用下式計(jì)算： （） 提高DS1820測(cè)溫精度的途徑（1）、DS1820高精度測(cè)溫的理論依據(jù) ℃，這對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)組軸瓦溫度監(jiān)測(cè)來(lái)講略顯不足，在對(duì)DS1820測(cè)溫原理詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，我們采取直接讀取DS1820內(nèi)部暫存寄存器的方法，℃～℃．DS1820內(nèi)部暫存寄存器的分布如表1所示，其中第7字節(jié)存放的是當(dāng)溫度寄存器停止增值時(shí)計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)剩余值，第8字節(jié)存放的是每度所對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值，這樣，我們就可以通過(guò)下面的方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā)ROM功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時(shí)完成的，他有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。 DS18B20測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖2所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，DS18B20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖后進(jìn)行計(jì)數(shù)，每次測(cè)量前，首先將55 ℃所對(duì)應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55 ℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）。 部分溫度值溫度/℃二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+125000001111101000007D0H+00000001100100010191H+00000000000010000008H000000000000000000000H1111111111111000FFF8H1111111001101111FE6FH551111110010010000FC90HDS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內(nèi)容作比較，若TTH或TTL,則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。圖中，S表示位。單片機(jī)可通過(guò)單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前，高位在后， 5 ℃/LSB形式表示。溫度低位溫度高位THTL配置保留保留保留8位CRCLSB MSB當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。第5個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。高速暫存RAM的結(jié)構(gòu)為8字節(jié)的存儲(chǔ)器。 令說(shuō)溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL，可通過(guò)軟件寫入戶報(bào)警上下限。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)圖為DS1820的內(nèi)部框圖，它主要包括寄生電源、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（內(nèi)含便箋式RAM），用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH和TL觸發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）發(fā)生器等七部分?！裨贒S18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS18B20 數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此，當(dāng)單總線上所掛DS18B20 超過(guò)8 個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意?！裥Ч?。 圖 DS18B20注意事項(xiàng)DS18B20 雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題：●DS18B20 從測(cè)溫結(jié)束到將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間，這是必須保證的，不然會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤的現(xiàn)象，使溫度輸出總是顯示85。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。開漏單總線接口引腳。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊●DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B