【正文】 率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過匯編語言后再使用 C來開發(fā)，體會更加深刻。為此，又出現(xiàn)了對單片機(jī)進(jìn)行編程的高級語言，如 PL\M， C等。盡管匯編語言有不少優(yōu)點(diǎn)，但它仍存在著機(jī)器語言的某些缺陷：與 CPU的硬件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，不同的 CPU其匯編語言是不同的。用匯編語言編寫的程序稱為19 匯編語言程序。 匯編語言是用助記符、符號和數(shù)字等來表示指令的程序語言，容易理解和記憶，它與機(jī)器語言指令是一一對應(yīng)的。 為了克服機(jī)器語言的上述缺點(diǎn)，可采用有一定含義的符號，即指令助記符來表示，一般都采用某些有關(guān)的英文單詞的縮寫。因?yàn)闄C(jī)器只能識別和執(zhí)行這種機(jī)器碼程序，所以又稱它為目標(biāo)程序。 機(jī)器語言用二進(jìn) 制編碼表示每一條指令，是計(jì)算機(jī)能直接識別和執(zhí)行的語言。 第四章 軟件設(shè)計(jì) 軟件開發(fā)工具的選擇 要使單片機(jī)系統(tǒng)按照人的意圖辦事，需設(shè)法讓人與計(jì)算機(jī)對話，并聽從人的指揮。 18 三點(diǎn)測溫電路 三個(gè) DS18B20 接線如圖 所示，每個(gè)傳感器接一個(gè) I/O 口。 P0口接一個(gè) 10K 的上拉排阻。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)運(yùn)行速速也就越快。產(chǎn)生單片機(jī)復(fù)位的條件是：在 RST 引腳端出現(xiàn)滿足復(fù)位時(shí)間要求的高電平狀態(tài)，該時(shí)間等于系統(tǒng)時(shí)鐘震蕩周期建立時(shí)間再加 2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)間 (一般不小于 10ms)。 16 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 如圖 所示 圖 系統(tǒng)電路圖 這部分為單片機(jī)復(fù)位電路和時(shí)鐘電路。 8) 延時(shí) 30us。 6) 延時(shí) 4us。 4) 延時(shí) 6us。 2) 延時(shí) 2us。 7) 最后將數(shù)據(jù)線拉高到 1。 5) 將數(shù)據(jù)線拉高到高電平 1。 3) 按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)（一次只發(fā)送一位）。 ② DS18B20寫數(shù)據(jù)時(shí)序圖如圖 圖 寫數(shù)據(jù)時(shí)序圖 15 1) 數(shù)據(jù)線先置低電平 0。 7) 若 CPU讀到數(shù)據(jù)線上的低電平 0后，還要進(jìn)行延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出高電平算起（第 5）步的時(shí)間算起）最少要 480us。如果初始化成功則在 15～ 60us內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)有 DS18B20返回的低電平 0，據(jù)該狀態(tài)可以確定它的存在。 5) 數(shù)據(jù)線拉到高電平 1。 3) 數(shù)據(jù)線拉到低電平 0。 ① 初始化時(shí)序如圖 14 圖 初始化時(shí) 序 1) 先將數(shù)據(jù)線置高電平 1。前 5 位為 1 時(shí)，讀取的溫度為負(fù)值，且測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘以 才可得到實(shí)際溫度值。另外，還需要判斷溫度的正負(fù)。 表 列出了溫度數(shù)據(jù)在高速暫存器 RAM 的第 0 和第 1個(gè)字節(jié)中的存儲格式。第 0～ 1 字節(jié)是溫度的顯示位；第 2 和第 3個(gè)字節(jié)是復(fù)制的 TH和 TL，同時(shí)第 2 和第 3個(gè)字節(jié)的數(shù)字可以更新；第 4 個(gè)字節(jié)是配置寄存器，同時(shí)第 4 個(gè)字節(jié)的數(shù)字可以更新；第 5,6,7 三個(gè)字節(jié)的保留的。 以上這些指令涉及的存儲器為高速暫存器 RAM 和可電擦出 E2ROM，見表 。讀 DS18B20 的供電模式。 5) B8H— 重調(diào) E2ROM 中內(nèi)容回復(fù)到 RAM中的第 3， 4字節(jié)。 4) 48H— 復(fù)制暫存器。 3) 4EH— 寫暫存器。 2) BEH— 讀暫存器。啟動 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換， 12 位轉(zhuǎn)換時(shí)最長為 750ms（ 9 位為）。 如果主 機(jī)只對一個(gè) DS18B20 進(jìn)行操作，就不需要讀取 ROM 編碼以及匹配 ROM 編碼了，只要用跳過 ROM（ CCH）命令，就可以進(jìn)行如下溫度轉(zhuǎn)換和讀取操作。 下面介紹以上幾條指令的用法。其各位排列順序是：開始 8 位為產(chǎn)品類型標(biāo)號，接下來 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8位是前面 56位的 CRC 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CR=X8+X5+X4+1）。 以上這些指令設(shè)計(jì)的存儲器是 64 位光刻 ROM，表 列出了它的含義。 5) ECH— 告警搜索命令。 4) CCH— 跳過 ROM。 3) F0H— 搜索 ROM。 2) 55H— 匹配 ROM。 首先我們來看控制 DS18B20的指令： 1) 33H— 讀 ROM。注意：在外部供電的方式下， DS18B20的 GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是 85℃ 。在強(qiáng)上拉方式下可以解決電流供應(yīng)不 足 的問題，因此也適合于多點(diǎn)測溫應(yīng)用，缺點(diǎn)就是要多占用一根 I/O 口線進(jìn)行強(qiáng)上拉切換 。并且工作電源 VCC必須保證在 5V，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，寄生電 源能夠汲取的能量也降低，會使溫度誤差變大。 獨(dú)特的寄生電源方式有三個(gè)好處： 1) 進(jìn)行 遠(yuǎn)距離測溫時(shí)，無需本地電源 2) 可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取 ROM 3) 電路更加簡潔，僅用一根 I/O口實(shí)現(xiàn)測溫 要想使 DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換， I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個(gè) DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到 1mA，當(dāng)幾個(gè)溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測溫時(shí)，只靠 ，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。表 列出了 DS18B20 的引腳定義。 DS18B20實(shí)物如圖 。 3) 汽車空調(diào)、冰箱、冷柜以及中低緯度干燥箱等。 9 1) 冷凍庫、糧倉、儲罐 、電信機(jī)房、電力機(jī)房、電纜線槽等測溫和控制領(lǐng)域。 9) 負(fù)壓特性。 7) 在 9位分辨率時(shí)，最多在 ； 12位分辨率時(shí)，最多在 750ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，顯示速度快。 ℃。 4) 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感器元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 2) 獨(dú)特的單線接口方式，它與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20 的雙向通信。 表 二 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 8 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線 3 級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 DS18B20介紹 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是美國 DSLLAS 半導(dǎo)體公司推出的第一篇支持“一線總線”接口的溫 度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配微處理器等優(yōu)點(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串型數(shù)字信號供處理器處理。 ④可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 STC89C52 具體介紹如下： ① 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電 源輸入，接＋ 5V電源 GND(Pin20)：接地線 ②外接晶振引腳（ 2 根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 ③控制引腳（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與 Vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 （ b） 所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC 微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的， 其電路如圖 （ c）所示： 7 （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 復(fù)位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期。這佯，只要電源 Vcc的上升時(shí)間不超過 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。 復(fù)位操作有上電自動復(fù)位相按鍵手動復(fù)位兩種方式。 產(chǎn)生復(fù)位信號的電路邏輯如 圖 所示： 圖 復(fù)位信號的電路邏輯圖 整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。復(fù)位信號是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期 (即二個(gè)機(jī)器周期 )以上。 除 PC之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 一 所示。其主要功能是把 PC初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H單元開始執(zhí)行程序。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘 P1 和 P2，供單片機(jī)使用。 外部方式的時(shí)鐘電路如圖 （ b） 所示， RXD 接地， TXD 接外部振蕩器。定時(shí)元件通常采用 石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。該器件采用 ATMEL 搞密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 本設(shè)計(jì)由于功能比較簡單 I/O 口資源豐富，同時(shí)時(shí)間比較緊張，所以通過兩個(gè)方案的比較，決定選用方案一。這種接法在硬件上節(jié)省了三個(gè) I/O 口，在硬件上簡化了不少。 圖 DS18B20 單線連接方案 方案的比較與選擇 方案一是把 DS18B20 的三個(gè) DQ端分別接到單片機(jī)的三個(gè)不同的 I/O 口，這種接法雖然占用的 I/O 口比較多，但是它的時(shí)序比較簡單，不需要讀取 ROM 序列號程序，搜索 ROM序列號程序，匹配 ROM 序列號程序，軟件上簡化了很多。缺點(diǎn)是在時(shí)序 STC89C52 單片機(jī) DS18B20 DS18B20 DS18B20 LCD1602 鍵盤選擇 4 上比較復(fù)雜， DS18B20 的編程增加了讀 ROM 程序，搜索 ROM 和匹配 ROM 程序。 方案設(shè)計(jì) 方案一 方案一 DS18B20 一對一連接方案，就是一個(gè) I/O 口連接一個(gè) DS18B20，這種方案雖然占用單片機(jī)的三個(gè) I/O 口，但采用這種方案大大的簡化了編程難度，縮短了設(shè)計(jì)周期，同時(shí)也能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定，方案一的框圖如圖 所示。 第二章 方案論證比較與選擇 引言 溫度測量的方案有很多種，可以采用傳統(tǒng)的分立式傳感器、模擬集成傳感器以及新興的智能型傳感器。 系統(tǒng)整體目標(biāo) 利用 STC89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)Σ煌h(huán)境多點(diǎn)溫度同時(shí)進(jìn)行測量的系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)控制，要能夠接收 DS18B20 溫度傳感器的數(shù)據(jù)并顯示出來 ，可以從鍵盤輸入命令，系統(tǒng)根據(jù)命令，選擇對應(yīng)的傳感器，并由 LCD1602 進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)顯示。以上特性使得 DS18B20非常適用于構(gòu)建高精度、多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化 正成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。比較有代表性的數(shù)字溫度傳感器有 DS18B MAX657 DS172 MAX663SMT16030等。 本課題研究意義 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，溫度控制在工業(yè)控制、電子測溫計(jì)、醫(yī)療儀器、家用電器等各種溫度控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，且由過去的單點(diǎn)測量向多測量發(fā)展。多點(diǎn)溫度測量儀表，相對與單點(diǎn)的測量精度有一定的差距，雖然實(shí)現(xiàn)了多路溫度的測控，但價(jià)格昂貴。有的儀表還具有存儲功能，可存儲幾百到幾千組數(shù)據(jù)。此種產(chǎn)品測溫范圍大都在 200℃ ~800℃ 之間，分辨率 12 位，最小分辨溫度在 ~ 之間。 目前市場主要存在單點(diǎn)和多點(diǎn)兩種溫度測量儀表。 進(jìn)入 21 世紀(jì)后，溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)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。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器 (MCU)；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器 (或寄存器 )和接口電路。能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器 )是在 20 世紀(jì) 90年代中期問世的。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器 (例如 TC652/653)中還包含了 A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。它是目前在國內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有 AD590、 AD59 TMP1 LM135 等；模擬集成溫度控制器。該傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。 溫度對于工業(yè)如此重要，由此推進(jìn)了溫度傳感器的發(fā)展。自 18 世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展對是否能掌握溫度有著絕對的聯(lián)系。s special 1wire interface .This paper introduces the application of DS18B20 with single chip processor. Key words： DS18B20 Multipoint temperature MCU LCD1602 目錄 摘要 ..............................................................................