【正文】 度，必須要用一個轉(zhuǎn)換因子查找表。數(shù)據(jù)通過單線接口以串行方式傳輸。DS18B20 內(nèi)部對此計算的結(jié)果可提供 ℃的分辨力。通過 改 變 溫 度 每 升高 一 度，計 數(shù) 器 必 須經(jīng) 歷 的 計 數(shù)個 數(shù) 來 實行 補 償。 如 果 門 開 通 時 間 仍 未 結(jié) 束 ， 那么此過程再次重復。同時，計 數(shù) 器用 鈄 率 累 加 器電 路 所 決 定 的值 進 行 予 置。DS18B20 通 過 門 開 通 期 間 內(nèi) 低 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器 經(jīng) 歷 的 時 鐘 周 期 個 數(shù) 計 數(shù) 來 測量 溫 度，而 門 開 通 期 由 高 溫 度 系 數(shù) 振 蕩 器 決 定。 3. DS18B20 的運用DS18B20 通過使用在板溫度測量專利技術(shù)來測量溫度。因為 DS18B20 的工作電流高達 1mA，5K 的上拉電阻將使 I/O 線沒有足夠的驅(qū)動能力。寄生電源的優(yōu)點是雙重的：1）利用此引腳，遠程溫度檢測無需本地電源；2）缺少正常電源條件下也可以讀 ROM。 2. 寄生電源(parasite power) 圖 31 示出寄生電源電路。對這些寄存器的讀訪問通過高速暫存存貯器。如果不對 DS18B20 施加告警搜索命令，這些寄存器可用作通用用戶存儲器。 一個控制操作命令指示 DS18B20 完成溫度測量，該測量的結(jié)果將放入 DS1820 的高速暫存存貯器（Scratchpad memory）通過發(fā)出讀暫存存儲器內(nèi)容的存儲器操作命令可以讀出此結(jié)果。如果在單線上有許多器件，那么可以挑選出一個特定的器件，并給總線上的主機指示存在多少器件及其類型。主機必須首先提供五種 ROM 操作命令之一：1） Read ROM(讀 ROM) ；2） Match ROM（匹配 ROM)；3）Search ROM（搜索 ROM） ；4）Skip ROM（跳過 ROM） ； 5）Alarm Search（告警搜索）。 圖 31 DS18B20 結(jié)構(gòu)框圖 與 DS18B20 的通信經(jīng)過一個單線接口。器件從單線的通信線取得其電源，在信號線為高電平的時間周期內(nèi)，把能量貯存在內(nèi)部的電容器中，在單信號線為低電平的時間期內(nèi)，斷開此電源 直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娙荩╇娫礊橹?。F *以 9 位數(shù)字值方式讀出溫度 *在 1 秒（典型值）內(nèi)把溫度變換為數(shù)字 *用戶可定義的，非易失性的溫度告警設置 *告警搜索命令識別和尋址溫度在編定的極限之外的器件（溫度告警情況） *應用范圍包括恒溫控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費類產(chǎn)品，溫度計或任何熱敏系統(tǒng)2 . 引腳排列3. 引腳說明 引 腳8 腳 SOIC引腳PR35符號 說 明5 1 GND 地4 2 DQ 單線運用的數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，漏極開路見。F 至 257176。這允許在許多不同的地方放置溫度靈敏器件。 信息經(jīng)過單線接口送入 DS18B20 或從 DS18B20 送出，因此從中央處理器到 DS18b20 僅需連接一條線（和地） ，讀寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供 ，而不需要外部電源。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。C。C 范圍內(nèi),精度為177。C~+125176。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念?？蛇m合大規(guī)模的現(xiàn)場制作。（2）該系統(tǒng)能用軟件的方式控制硬件，所有用軟件方式設計的系統(tǒng)向硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)開發(fā)軟件自動完成的，易操作。電路分析我們在下一章節(jié)中進行分析。 總體方案設計該系統(tǒng)主要由以下功能塊系統(tǒng)構(gòu)成：中央控制處理器 STC89C52 組成的主機系統(tǒng)；環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，輸出顯示與鍵盤控制系統(tǒng)等。微型化、集成化及廉價是濕敏器件的發(fā)展方向。濕度檢測較之其它物理量的檢測顯得困難，這首先是因為空氣中水蒸氣含量要比空氣少得多；另外，液態(tài)水會使一些高分子材料和電解質(zhì)材料溶解，一部分水分子電離后與溶入水中的空氣中的雜質(zhì)結(jié)合成酸或堿，使?jié)衩舨牧喜煌潭鹊厥艿礁g和老化，從而喪失其原有的性質(zhì)；再者，濕信息的傳遞必須靠水對濕敏器件直接接觸來完成，因此濕敏器件只能直接暴露于待測環(huán)境中，不能密封。經(jīng)過以上分析，結(jié)合本系統(tǒng)的運用需要，決定選用電壓電流式集成溫度傳感器 DS18B20 作為系統(tǒng)的測溫傳感器。 （8）測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。 （6）可編程的分辨率為9 ～12 位，對應的可分辨溫度分別為 ℃、℃、℃ ℃，可實現(xiàn)高精度測溫。 （5）溫范圍－ 55℃～＋125℃，在10～+85 ℃時精度為177。 （3）DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。五、DS18B20傳感器（1）適應電壓范圍更寬，電壓范圍： ～，寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供。石英晶體溫度傳感器穩(wěn)定性很好， ℃以上。優(yōu)點：測量精度高，結(jié)構(gòu)簡單，動態(tài)響應快，可作遠距離測量， 測溫范圍廣。它是熱電效應理論的具體應用之一。三、熱電偶熱電偶是用兩種不同成份的導體焊接在一起，兩端溫度不同時，在回路中就會有熱電勢產(chǎn)生，因此熱電偶是通過測量熱電勢從而測量溫度的一種感溫元件，它是一種變換器，它能將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栐儆娠@示儀表顯示出來。這種測溫的方法已廣泛運用于工業(yè)生產(chǎn)與民用生活中，在此基礎(chǔ)上，人們還將熱敏電阻與信號放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換集成在一塊芯片中，開發(fā)了集成溫度傳感器，使得設計出來的溫度自動控制系統(tǒng)既簡單可靠性又高，因此在業(yè)內(nèi)運用極廣。熱電阻必須與二次儀表配合使用才能指示出被測介質(zhì)的溫度。使用熱電阻作感溫元件的溫度計常稱為電阻溫度計。缺點：不便于遠距離測溫(壓力式溫度計除外) ，結(jié)構(gòu)脆弱，易壞。膨脹式溫度計可以用作標準儀器，廣泛用于測量設備，管道和容器的溫度； 在醫(yī)療衛(wèi)生和食品工業(yè)中也得到了廣泛的應用。膨脹式溫度計按選用的物質(zhì)不同可分為液體膨脹式溫度計，氣體膨脹式溫度計(壓力式溫度計) 和固體膨脹式溫度計三大類。 主要器件選取與系統(tǒng)方框圖為了使設計具有高可靠性，與實際運用的緊密結(jié)合性，從經(jīng)濟、實用的角度出發(fā)，我們對室內(nèi)溫、濕度控制系統(tǒng)進行精心的設計，在設計過程中，我們綜合多方面的知識進行分析，對于本系統(tǒng)的設計，其控制部分的電路基本相同，主要不同的是對溫、濕度傳感器的選用，下面就各種不同的傳感器構(gòu)成的溫、濕度監(jiān)測系統(tǒng)進行分析與對比。因此，本方案為首選方案。 顯示模塊的選擇與論證方案一：采用 12864 液晶模塊顯示測得的數(shù)據(jù)，可顯示較多組的數(shù)據(jù)，字體較大，可清晰讀數(shù)，但 12864 液晶模塊價格昂貴，接線復雜，故不采用。方案選擇，有上述數(shù)據(jù)可知，根據(jù)需要（溫度測量范圍為1050℃，濕度為0100%；溫度測量誤差為 ℃，濕度測量誤差為 3%RH；） ，從設計要求的精度來看，本方案更優(yōu)。HS1101 是電容式濕度傳感器，可測相對濕度范圍在 0%~100%RH，誤差為177。℃。方案二：選用 DS18B20 溫度傳感器和 HS1101 濕度傳感器。 溫度濕度檢測模塊的選擇與論證方案一：選用 DHT11 作為溫濕度檢測模塊。且單片機技術(shù)發(fā)展較為成熟，價格便宜。 方案二：采用單片機作為控制核心，單片機數(shù)學運算功能較強。 系統(tǒng)主要單元的選擇與論證 單片機控制模塊的選擇論證方案一：采用 XC9000 系列的 FPGA。就是在以上問題出現(xiàn)的情況下，我們設計出一個利用集成溫度傳感器及濕度傳感器，配合單片計算機系統(tǒng)，從軟件的編制上實現(xiàn)對各外圍硬件的控制，最終實現(xiàn)對當前環(huán)境溫、濕度進行監(jiān)測?，F(xiàn)代的電子產(chǎn)品朝密集型發(fā)展，而電子產(chǎn)品的溫度特性普遍比較差，這就對溫、濕度的監(jiān)測提出了新的要求。 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機已深入滲透到我們的生活中，就 51 系列而言，由于 Intel 公司將其內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售的形式轉(zhuǎn)給世界許多著名IC 制造商，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在工業(yè)測量控制領(lǐng)域內(nèi)單片機的應用越來越廣泛。近幾年，由于 CMOS 技術(shù)的進步，大大地促進了單片機的 CMOS 化，此種芯片除了低功耗外，還具有功耗的可控性，使單片機可以工作在功耗精細管理狀態(tài)，并且單片機一般采用精簡指令集結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以大幅度提高運行速度，提升信息處理功能，中斷和定時控制功能，在一般上還具有串行擴展技術(shù)，隨著低價位 OTP 及各種類型片內(nèi)程序存儲器的發(fā)展，加之外圍接口不斷進入片內(nèi)，特別是 IIC，API 等串行總線的引入，可以使單片機的引腳設計得更少，單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡化及規(guī)范化。 計算機、電子技術(shù)發(fā)展概述近年來，計算機技術(shù)迅猛發(fā)展，使得計算機在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防科研及日常生活的各個領(lǐng)域顯示了日益旺盛的生命力，它已成為各國工業(yè)發(fā)展水平的主要標志之一，是發(fā)展新技術(shù)，改造老技術(shù)的強有力的武器，計算機使人類面臨著一個新的贊賞技術(shù)和工業(yè)革命，它的作用遠遠超過了因蒸汽機和電的出現(xiàn)而產(chǎn)生的工業(yè)革命。溫濕度是最基本的環(huán)境參數(shù)，人們的生活與其息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過程中需要實時測量溫濕度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開溫濕度的測量，因此研究溫度和濕度的測量方法和裝置具有重要的意義。 使用 HS1101 的濕度傳感器價格低廉，精度高，軟件資源豐富。本文介紹智能集成溫度傳感器 DS18B20 和濕度傳感器 HS1101 的結(jié)構(gòu)特征；以 STC89C52 單片機為控制器，以 1602 型 LCD 為顯示器的溫濕度測量裝置；單片機對溫、濕度傳感器的控制程序，溫、濕度的讀取，16 進制到 BCD 碼轉(zhuǎn)換以及 LCD 顯示程序。測量溫濕度的關(guān)鍵是溫濕度傳感器，溫濕度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：①傳統(tǒng)的分立式傳感器，②模擬集成傳感器，③智能集成傳感器。它與傳統(tǒng)電子產(chǎn)品在設計上的顯著區(qū)別：一是大量使用大規(guī)?？删帉懶酒?，以提高產(chǎn)品性能，縮小產(chǎn)品體積，降低產(chǎn)品功耗；二是廣泛運用現(xiàn)代計算機技術(shù)，以提高電子設計自動化程序，縮短開發(fā)周期，提高產(chǎn)品的競爭力。傳感器是信息采集的重要工具，傳感器技術(shù)與通信技術(shù)（信息傳輸）和計算機技術(shù)（信息處理） ，構(gòu)成了現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱，它們在信息系統(tǒng)中分別起著“感覺” ， “神經(jīng)” ，和“大腦”的作用。本系統(tǒng)具有可讀性高，穩(wěn)定性高，反應速度快，測量值準確的特點。溫度傳感器 DS18B20 是單線式，體積超小，硬件開消超低，抗干擾能力強，精度高，附加功能強的理想單片機溫度傳感器，可實時根據(jù)指令給出溫度數(shù)據(jù)，可讀性高。 溫、濕度環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計 [摘 要]溫濕度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，溫濕度的測量方法和裝置對現(xiàn)在的生活、生產(chǎn)具有重要的意義。此溫濕度測量系統(tǒng)是基于單線式溫度傳感器DS18B電容式濕度傳感器、單片機 STC89C52 對溫度濕度分別測量并通過液晶顯示屏 1602 經(jīng)行顯示。其結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟實用、清洗效果好,具有很高的實用價值。關(guān)鍵詞 ：單片機，溫溫度，DS18B20，傳感器，液晶顯示器Temperature, humidity environment monitoring system design [Abstract] Temperature and humidity is one of the most basic environmental parameters. Temperature and humidity measurement methods and devices has the vital significance on present life. The temperature and humidity measurement system is based on singleline type temperature sensor DS18B20, capacitive moisture sensorSCM STC89C52 for temperature humidity measurement and respectively by LCD display. The line 1602 Temperature sensor DS18B20 is singleline type, volume supersmall, hardware KaiXiao ultralow, strong antijamming capability, high precision, additional features strong ideal singlechip microputer temperature sensor, realtime temperature data, depending on the directive given readable. This system has a readable, high stability, reaction speed, measured values exact characteristic.Keyword：microcontroller,temperature and humidity,DS18B20, sensor,LCD目 錄第一章 引 言 ..............................................