【正文】 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)直到減法計數(shù)器計數(shù)到０時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。器件中還有一個計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度測量。主機 ROM 的前 56 位來計算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機收到的 ROM 數(shù)據(jù)是否正確。因此，可用多只DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。 表 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時間表 R0R1000101119101112分辨率/位 溫度最大轉(zhuǎn)向時間/ms93 .7518 37 575 0.... DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的 溫度值與 RAM 中的 TH、 TＬ字節(jié)內(nèi)容作比較。 當(dāng)符號位Ｓ＝０時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當(dāng)符號位Ｓ＝１時，表示測得的溫度值為負值， 24 要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第１、２字節(jié)。第９字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。因此，在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮。 表 RAM的第 0和第 1個字節(jié)中的存儲格式。第 01 個字節(jié)是溫度的顯示位；第 2 和第 3 個字節(jié)是復(fù)的 TH 和 TL，同時第 2 和第 3 個字節(jié)的數(shù)字可以更新；第 4 個字節(jié)是配置寄存器，同時第 4 個字節(jié)的數(shù) 23 字可以更新；第 7 三個字節(jié)是保留的。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如表 所示。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警上下限。當(dāng)工作于寄生電源時，此引腳必須接地。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 圖 DS18B20 實物圖及封裝 表 DS18B20 詳細引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。了解其工作原理和應(yīng)用可以拓寬您對單片機開發(fā)的思路。 使得DS18B20 更受歡迎。 20 DS18B20 溫度傳感器介紹 溫度傳感器的種類眾多，在應(yīng)用與高精度、高可靠性的場合時DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器當(dāng)仁不讓。 IT0— 外部中斷 0 觸發(fā)方式選擇位。 IT1=1，為跳變沿觸發(fā)方式，應(yīng)繳 INT1 上的電平從高到低的負跳變有效。當(dāng) CPU響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時，該位由硬件清 0。 TR0— 定時器 0 運行控制位 其功能及操作方法同 TR1。 TR1— 定時器 1 運行控制位 由軟件清 0關(guān)閉定時 器 1。進入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動清 0。其各位定義如表 TFTR TF0 和 TR0 位用于定時器 /計數(shù)器； IE IT IE0 和 IT0 用于外部中斷。TCON 寄存器用來控制定時器的啟、停，標(biāo)志定時器溢出和中斷情況。 C/T— 定時器模式和計數(shù)器模式選擇位 C/T=1，為計數(shù)器模式； C/T=0，為定時器模式。對應(yīng) 4 位的含義如下： GATE— 門控制位 GATE=0，定時器 /計數(shù)器啟動與停止僅受 TCON 寄存器中 TRX（ X=0,1）來控制。單片機復(fù)位時 TMOD 全部被清 0。 PX0=0，外部中斷 0 定義為低優(yōu)先級中斷。 PT0=0，定時器 /計數(shù)器 0中斷定義為低優(yōu)先級中斷。 PX1=0，外部中斷 1 定義為低優(yōu)先級中斷。 PT1=0，定時器 /計數(shù)器 1中斷定義為低優(yōu)先級中斷。 PS=0，串行口中斷定義為低優(yōu)先級中斷。該寄存器可進行位尋址，即可對該寄存器的每一位進行單獨操作。 ET0=0，關(guān)閉 T0 中斷。 ET1=0，關(guān)閉 T1 中斷。 ET2=0，關(guān)閉 T2 中斷。 EA=0，關(guān)閉全部中斷。 以上 6 個中斷源中， T2 是 52 單片機特有 的，它們默認中斷級別如下： 中斷源 中斷級別 序號（ C語言用） 入口地址（匯編） INT0— 外部中斷 0 最高 0 0003H T0— 定時器 /計數(shù)器 0中斷 第 2 1 000BH INT1— 外部中斷 1 第 3 2 0013H T1— 定時器 /計數(shù)器 1中斷 第 4 3 001BH TI/RI— 串行口中斷 第 5 4 0023H T2— 定時器 /計數(shù)器 2中斷 最低 5 002BH 表 52 單片機中斷級別 1）中斷允許寄存器 IE 中斷允許寄存器用來設(shè)定各個中斷 源的打開和關(guān)閉， IE在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 A8H，位地址（由地位到高位）分別是 A8H— AFH，該寄存器可進行位尋址，即可對該寄存器的每位進行單獨操作。 T2:定時器 /計數(shù)器 2 中斷，由 T2 計數(shù)器計滿回零引起。 T0:定時器 /計數(shù)器 0 中斷，由 T0 計數(shù)器計滿回零引起。 AT89S52 單片機有 6 個中斷源 ，它們的符號、名稱及產(chǎn)生的條件分別解釋如下： INT0：外部中斷 0，由 端口線引入，低電平或下降沿引起。 ： RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號。 ： T1，計時計數(shù)器 1 輸入。 ： INT1，外部中斷 1 輸入。 ： TXD，串行通信輸出。 10） PORT3（ ～ ） PORT3（ ～ ）（ 1017 腳）：端口 3 也具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 TTL 負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控 制、計時計數(shù)控 14 制及外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋? 9） PORT1（ ～ ） PORT1（ ～ ）（ 18 腳 ）：端口 1 也是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，其輸出緩沖器可以推動 4 個 LS TTL 負載，同樣地若將端口 1 的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。 8） PORT2（ ～ ） PORT2（ ～ ）（ 2128 腳）：端口 2 是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/O 端口，每一個引腳可以推動 4 個 LS 的 TTL 負載，若將端口2 的輸出設(shè)為高電平時，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。如果當(dāng) EA 引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器）， P0 就以多工方式提供地址總線（ A0～ A7）及數(shù)據(jù)總線（ D0～ D7）。 7） PORT0（ ～ ） PORT0（ ～ ） (3239 腳 )：端口 0 是一個 8 位寬的開路汲極（ Open Drain）雙向輸出入端口，共有 8 個位， 表示位 0， 表示位 1，依此類推。 6） /PSEN /PSEN（ 29 腳）：此為 Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當(dāng) 8051 被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時（ EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到 EPROM 的 OE 腳。平時在程序執(zhí)行時 ALE 引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的 1/6，因此可以用來驅(qū)動其他周邊晶片的時基輸入。 5） ALE/PROG ALE/PROG（ 30 腳）： ALE 是英文 Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。 4） EA/Vpp EA/Vpp（ 31 腳）： EA為英文 External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，XTAL1 XTAL2 C1 C2 晶振 RST Sm 22u 10k 104 +VCC 12 系統(tǒng)會取用外部的程序代碼 （存于外部 EPROM 中）來執(zhí)行程序。在 VCC 掉電期間，此引腳可接上備用電源，由 Vpd向內(nèi)部提供備用電源，以保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)。電容的大小可起到頻率微調(diào)，使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機的作用。 AT89S52內(nèi)部有一個時鐘振蕩電路，一般在 設(shè)計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶振和電容組成并聯(lián)諧振回路，與內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩。 2）外部晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 18 腳）：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。 AT89S52 主要功能 擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash 晶片內(nèi)部具時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz） 內(nèi)部程序存儲器（ ROM）為 8KB 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）為 256 字節(jié) 32 個可編程 I/O 口線 8 個中斷向量源 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 三級加密程序存儲器 全雙工 UART 串行通道 10 AT89S52 各引腳功能介紹： 1）主電源引腳 Vss 和 Vcc VCC（ 40 腳）： AT89S52 電源正端輸入，接 +5V。從精度方面和計算方面來考慮本次選擇 DS18B20 作為本次的溫度采集芯片。 ℃，分辨率設(shè)定及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在 E2PROM 中，掉電后依然保存。 ℃，現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式 8 傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等 ， DS18B20支持 3～ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、更方便、更便宜、體積更小。 DS18B20 是 DALLAS 公司的最新單線數(shù)字溫度傳感器，它是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。 溫度傳感器 方案一：采用熱敏電阻可滿足測溫要求，但熱敏電阻精度低，重復(fù)性和可靠性較差，對于精度要求較高的測溫不適用，而且采用熱敏電阻要求復(fù)雜的電路和算法，增加了設(shè)計復(fù)雜度。 7 第二章 方案論證與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 方案論證 單片機系統(tǒng)方面 世界上不同的國家的很多芯片廠商都生產(chǎn)不同的單片機，如生產(chǎn)的 AT89C5 AT89S5 52等， Philips（飛利浦）公司的 P80C5P87C528 等， Intel（英特 爾）公司的 i87C5 i87C51FC 等 ,Siemens（西門子）公司的 C5011R、 C513AH 等， STC 公司的 STC89C51RC、STC89S52RC等等。因此，各行各業(yè)對溫度控制的要求都越來越高。比如，發(fā)電廠鍋爐的溫度必須控制在一定的范圍之內(nèi)；許多化學(xué)反應(yīng)的工藝過程必須在適當(dāng)?shù)臏囟认虏拍苷＿M行；煉油過程中， 原油必須在不同的溫度和壓力條件下進行分餾才能得到汽油、柴油、煤油等產(chǎn)品。社會的發(fā)展使人們對傳感器的要求也越來越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展， 在工業(yè)生產(chǎn)中需要時時檢測溫度，其在 農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中扮演著一個越來越重要的角色，它對人們的生活具有很大的影響，生活也日趨于數(shù)字化，而溫度是科學(xué)技術(shù)中最基本的物理量之一，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科都 6 離不開溫度。測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，溫度傳感 器的發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：①傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器、②模擬集成溫度傳感器、③智能集成溫度傳感器。 四、參考資料： 1. 教材； 2．《單片機實驗指導(dǎo)書》， 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3．《 51系列單片機設(shè)計實例》，樓然苗、李光飛編著，北京航空航天出版社； 4.《單片機基本原理及應(yīng) 用系統(tǒng)》，盧艷軍，機械工業(yè)出版社； 指導(dǎo)教師：焦欣欣 5 第一章 緒 論 溫度遠程控制系統(tǒng)的意義 隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會對各種信