【正文】 12 片序列碼 ，不 在 需要用到 搜索 ROM 指令 。 (2)讀取 ROM指令 [33H]。 當(dāng) 只有一 個(gè) 從機(jī) 在總線上時(shí) ，那么可以用較為簡(jiǎn)單的讀取 ROM 指令代替搜索 ROM 指令。 給系統(tǒng)上電完成系統(tǒng) 初始化，總線控制器 得到從機(jī)的型號(hào)和數(shù)目是根據(jù) 識(shí)別總線上所有 ROM 片序列碼 來(lái)實(shí)現(xiàn)的 。總線控制器 只有 在發(fā)出一條 ROM指令之后 才能 發(fā) 送 一條 DS18B20功能指令。 這些指令都是 基于 每個(gè) 器件獨(dú)有的 64 位 ROM 片序列碼， 這樣可以 讓總線控制器知道對(duì)眾多器件中的具體一個(gè)進(jìn)行操作。 如果有一個(gè)存在脈沖被 總線控制器探測(cè)到， 控制器 就 會(huì)發(fā)送 一條 ROM 指令。 有 存在脈沖 的產(chǎn)生說明總線上有 DS18B20器件， 同時(shí)也提示主控制器，表明自身 已 經(jīng)做 好 執(zhí)行其它 操作 的準(zhǔn)備 。 在 單總線 中，初始化序列是任何 執(zhí)行操作處理 的 開始。 單總線系統(tǒng)中 的指令 和數(shù)據(jù) 的傳遞 一般 從最低有效位開始 ，器件間的通信要嚴(yán)格遵循通信協(xié)議 。 當(dāng)只有一只從機(jī)掛在總線上時(shí)，系統(tǒng)被稱為“單點(diǎn)”系統(tǒng)；如果由多只從機(jī)掛在總線上，系統(tǒng)被稱為“多點(diǎn)” 系統(tǒng) 。 采用 外部電源供電 模式 下的 DS18B20， 主 控制器在 向它發(fā)送 溫度轉(zhuǎn)換指令之后 接著 發(fā)起“讀時(shí)序”， 如果 溫度傳感器把檢測(cè)來(lái)的 溫度 轉(zhuǎn)換完畢 則返回 1， 處 在溫度轉(zhuǎn)換 過程則 返回 0。 DS18B20 成功 啟動(dòng) 之后 處于 低功耗等待狀態(tài)， 如果要進(jìn)行 溫度測(cè)量 以及 AD 轉(zhuǎn)換時(shí)， 主 控制器 向傳感器 發(fā)送 [44H]命令。 此外 在溫度轉(zhuǎn)換期間 總線不用總維持在 高電平。 在本設(shè)計(jì)中 DS18B20 采用外部供電模式，把 5V 電源接到 VDD 引腳， 這是一種典型的接法， 見圖 。 因?yàn)槊總€(gè) 器件內(nèi) 都 有一個(gè)獨(dú)特的片序列碼， 所有 從理論上講在單根 總線 上能夠 連接的器件個(gè)數(shù)是無(wú)限的，但是在實(shí)際應(yīng)用中總線上掛 有的器件越多 ，溫度檢測(cè)的時(shí)間也越長(zhǎng)，精度也有所下降 。當(dāng) 在 所有 器件 都 經(jīng)由 漏極開路端口或者 一個(gè) 3態(tài)端口與總線連接 到一塊 的情況下 ，控制線需要連接一個(gè)弱上拉電阻。工作于 寄生電源模式時(shí) VDD 必須接地。當(dāng)工作在寄生電源模式時(shí)用來(lái)提供電源。 圖 DS18B20引腳圖 圖 DS18B20方框圖 黃日剛 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 10 表 DS18B20 的引腳說明表 DS18B20 引腳詳細(xì)說明 8 引腳 SOIC 封裝 T092 封裝 符號(hào) 說明 5 1 GND 接地 4 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 有這種 配置寄存器 ， 用戶 可以設(shè)定 溫度的精度 為 1 1 10 還有 9 位 這四種中的其中一種 。 每個(gè)器件的片序列號(hào)被存放到 64 位只讀存儲(chǔ)器中。 圖 是 DS18B20 的引腳排列，表 是 DS18B20 的引腳說明，圖 是DS18B20 的方框圖。 又 采用單總線這樣的 獨(dú)特的接口方式， 也就是多個(gè)數(shù)字式傳感器可以同時(shí)掛在 一 根 信號(hào)線上， 所以比較容易實(shí)現(xiàn) 用 單塊 微控制器去控制 分布 在 很多 區(qū)域的 DS18B20。 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20 是 新 研發(fā)生產(chǎn) 的 傳感器， 具備單總線方式和 數(shù)字化 的特點(diǎn) ， 這種傳感器 適配微處理器 屬于 一種 改進(jìn)型 器件，具備了 智能 化的特點(diǎn) ，可直接讀出被測(cè)溫度 [14]。工作時(shí)序如圖 。在時(shí)鐘脈沖的上升沿?cái)?shù)據(jù) 被 寫入 到時(shí)鐘芯片內(nèi)， 而在時(shí)鐘脈沖的 另一種狀態(tài)，數(shù)據(jù)被 從 時(shí)鐘芯片 中讀出。 剩下的 5個(gè)位是 RAM或時(shí)鐘寄存器的內(nèi)部地址。 第 7位 表示 操作對(duì)象是 RAM還是寄存器，該位為 1，對(duì) RAM操作；不為 1，對(duì)時(shí)鐘寄存器操作。 DS1302的讀寫方式 如圖 DS1302的命令字結(jié)構(gòu)。 C0H到 FDH作為 命令控制字 ，偶數(shù) 表示 寫操作 ，奇數(shù)表示讀操作 ；另 一種是 突發(fā)方式下的 RAM, 所有的 RAM的 31個(gè)字節(jié) 可一次性 被 讀寫 ， FFH和FEH分別作為讀寫 命令控制字。 表 DS1302內(nèi)部和時(shí)鐘相關(guān)的寄存器分布 寄存器名稱 命令字 取值范圍 各位名稱 寫 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 00~59 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 82H 00~59 0 10MIN MIN 時(shí)寄存器 84H 85H 01~12， 00~23 12/24 0 AP HR HR 日寄存器 86H 87H 01~28， 29,30,31 0 0 10DATE DATE 月寄存器 88H 89H 01~12 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 01~07 0 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 09~99 10YEAR 10YEAR 上表中各寄存器存放的數(shù)據(jù)位均為 BCD碼，所用符號(hào)的意義如下： （ 1） CH為時(shí)鐘停止位， CH=0，振蕩器開始工作； CH=1，振蕩器停止工作。 （ 1） 1腳 VCC1為后備電源引腳； （ 2） 2和 3腳 X X2是晶振引腳； （ 3） 4腳 GND作 為接地 引 腳； （ 4） 5腳 RST作 為復(fù)位 引 腳； （ 5） 6腳 I/O作 為數(shù)據(jù)輸入、輸出引腳； （ 6） 7腳 SCLK作 為串行時(shí)鐘引腳； （ 7） 8腳 VCC2作 為主電源引腳； 欽州學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 7 圖 DS1302管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS1302的寄存器 DS1302內(nèi)部含有時(shí)鐘相關(guān)的寄存器，通過向 相關(guān) 寄存器寫入 一些 命令字實(shí)現(xiàn) 對(duì)時(shí)鐘 DS1302的操作，例如 在需改變 某時(shí)刻 分 的初 始值， 首 先 要 把命令字 82H寫入 寄存器 ,然后 就可以把初始值寫入分 寄存器； 當(dāng)某時(shí)刻分的值需 要讀出 時(shí) ，需要先寫入命令字 82H,然后才 可以 從 分 寄存器讀取數(shù)據(jù)。 它 與 主控制器 之間 的通信方式為 同步串行 方式，節(jié)省了主控制器的 I/O資源，也簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的電路設(shè) 計(jì)結(jié)構(gòu) 。 黃日剛 基于單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 6 表 LCD1602 指令表 指令 RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo) /字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L 6 功能 0 0 0 0 1 DL N F 7 置字符發(fā)生器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志和地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)據(jù)到指令 1 0 要 寫的數(shù)據(jù) 11 從指令 1 1 讀出的數(shù)據(jù) DS1302時(shí)鐘芯片 DS1302芯片 是 由 國(guó)外 公司 研制 生產(chǎn)的， 一般為 8管腳封裝， 它作為 一種 自 帶 隨機(jī)存儲(chǔ)器 、 運(yùn)行 功耗 低 、 運(yùn)行速度快 的適時(shí)時(shí)鐘芯片 ,它的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路提供 了年 、 月 、日 、 星期 、 時(shí) 、 分還有秒 的信息 。 圖 LCD1602 的 管腳圖 表 LCD1602 的接口 信號(hào)說明 引腳號(hào) 標(biāo)識(shí) 說明 PIN1 GND 接 0V PIN2 VCC 接 PIN3 V0 對(duì)地接電阻 4702K PIN4 RS RS=0，指令寄存器； RS=1，數(shù)據(jù)寄存器 PIN5 R/W R/W=0，寫； R/W=1，讀 PIN6 E 允許信號(hào) PIN7 D0 數(shù)據(jù) 0 PIN8 D1 數(shù)據(jù) 1 PIN9 D2 數(shù)據(jù) 2 PIN10 D3 數(shù)據(jù) 3 PIN11 D4 數(shù)據(jù) 4 PIN12 D5 數(shù)據(jù) 5 PIN13 D6 數(shù)據(jù) 6 PIN14 D7 數(shù)據(jù) 7 PIN15 LED+ 背光正極，接 5V PIN16 LED 背光負(fù)極，接 0V 使用 指令 可以實(shí)現(xiàn)對(duì) 1602 屏的操作 ， 例如讀、寫、顯示地址等。 LCD1602 可以 能讓系統(tǒng)的顯示模塊 能夠 可以顯示比較多的信息，該器件采用并行接口，傳送數(shù)據(jù)的效率欽州學(xué)院本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 5 也 比較 好。 比傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示 它的顯示界面有了很大的 改善 ， 雖然它的價(jià)格高點(diǎn)，但是它顯示的效果好 也 很 耐用 。 可以拿來(lái)顯示符號(hào)、數(shù)字、字母等的點(diǎn)陣型液晶模塊， 也可以顯示漢字，但是實(shí)現(xiàn)的過程相當(dāng)復(fù)雜， 1602 液晶也 常常被 叫 為 1602 字符型液晶，它 由 若干個(gè) 5 7 或者 5 11 等點(diǎn)陣字符位組成，字符 可以顯示在任何一個(gè) 點(diǎn)陣字符位 上 。 P0 口（ Pin39～ Pin32）： 8 位雙向 I/O 引腳 ，名稱為 ～ ； P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 引腳 ，名稱為 ～ ； P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 引腳 ，名稱為 ～ ； P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 引腳 ，名稱為 ～ 。 EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的 選擇腳 ， 當(dāng)這個(gè)管腳 接 到 高電平 時(shí)指令 被 從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀取 ， 當(dāng)這個(gè)管腳 接 到 低電平 時(shí)指令被 從外部程序存儲(chǔ)器讀 取 。 （ 3） 控制引腳（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位 用的 引腳， 高電平有效， 當(dāng)高電平持續(xù)的時(shí)間為 24 個(gè)時(shí)鐘振蕩周期時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位操作，如果高電平的持續(xù)時(shí)間過短將不能復(fù)位成功 。 圖 STC89C52 單片機(jī)管腳圖 STC89C52RC 各個(gè)管腳的功能如下 [89]： （ 1） 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接 正五 伏 電源 ； GND(Pin20)：接地 。 在 此 采用 的 STC 公司 生產(chǎn) 的 STC89C52RC 單片機(jī)，它 不僅 價(jià)格便宜 ，而且 焊接簡(jiǎn)單 方便 ， 并有著比較大 的存儲(chǔ)空間 [7]?？臻e模式下， CPU 不 工作， 但串口、 RAM、 中斷、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 仍然 工作 [6]。此單片機(jī)具有這樣的一些標(biāo)準(zhǔn)功能，如 32 位 I/O 口線， 512 字節(jié) 隨機(jī)存儲(chǔ)器 ， 8k 字節(jié) 可編程存儲(chǔ)器 ， 三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 內(nèi)部 復(fù)位電路， 內(nèi)置 4KB 帶電可擦寫可編程只讀存儲(chǔ)器 ， 掉電時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失， 可 以同時(shí)接收與發(fā)送數(shù)據(jù)的 串行口。 此單片機(jī)的功耗比較很低，運(yùn)行速度也比較快，內(nèi)部帶有 多達(dá) 8K 容量 的 可編程存儲(chǔ)器 ，完全滿足了本設(shè)計(jì)的控制要求 。 這種 系列單片機(jī) 在 出廠時(shí)就已 經(jīng)被 完全加密， 不可能被 解密 ， 用戶程序 可以用 ISP/IAP 機(jī)制寫入 。 具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖 所示。顯示模塊 采用液晶顯示屏 LCD1602，簡(jiǎn)潔美觀 。 測(cè)溫模塊 的核心器件是 DS18B20溫度傳感器，其應(yīng)用電路簡(jiǎn)單，方便使用。 綜上所述，方案一 中的電路比較復(fù)雜，器件多，不便于調(diào)試 ；方案二 的 電路 相對(duì) 簡(jiǎn)單， 器件消耗少 ，并且 程序編寫 也比較簡(jiǎn)單，所以本 設(shè)計(jì) 選用方案二。本系統(tǒng) 僅使用一只 DS18B20 傳感器 ， DS18B20 不僅可以直接讀取被測(cè)溫度值進(jìn)行顯示，而且溫度傳感器 DS18B20 具有 獨(dú)特的 單總線 接口 方式 ， 與 單片機(jī) 連接時(shí)僅需要一條線既可實(shí)現(xiàn)通訊 ，無(wú)需 太多 外部元件，簡(jiǎn)化了 外圍電路 [5]。這 樣的 設(shè)計(jì)方案 需 用到 比較繁雜 的 A/D 轉(zhuǎn)換電路， 要比較完整的顯示所有內(nèi)容 需用到多 位數(shù)碼管，電路 比較 繁雜。 為了具備比較好的顯示界面， 顯示器件采用的是 LCD 液晶 屏 ， 1 方案論證與系統(tǒng)總體框圖 方案論證 方案一 感溫 器件選用的是日常生活中比較常見的熱敏電阻 ，溫度 與 時(shí)間 的數(shù)字 則用 LED數(shù)碼管顯示 。 本 設(shè)計(jì) 中采用 8 位 單片機(jī) 作為 主控制器件 ， 添