【正文】 率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器 1。 圖 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 14 圖 外部封裝形式 圖 傳感器電路圖 溫度傳感器 DS18B20的性能特點(diǎn) （ 1） 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 （ 2） DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫 （ 3） DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) （ 4） 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方 式下可由數(shù)據(jù)線供電 （ 5） 溫范圍－ 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時(shí)精度為 177。開漏單總線接口引腳。 圖 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 ，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 。 因此用它來組成一個(gè)測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。溫度測量范圍為 55～ +125攝氏度，可編程為 9位～ 12位轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá) ，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲在 EEPROM中，掉電后依然保存。 溫度傳感器 DS18B20簡介 DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時(shí)器 1或定時(shí)器 2的定時(shí)值（溢出速率）。同樣 RI也必須要靠軟件清除。 RI=1，申請中斷，要求 CPU取走數(shù)據(jù)。在模式 0，接收第 8 位結(jié)束時(shí)，由硬件置位。在任何模式下， TI都必須由軟件來清除，也就是說在數(shù)據(jù)寫入到 SBUF后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開），這時(shí) TI=1，表明發(fā)送已完成， TI不會由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對其清零。其它模式中則是在發(fā)送停止位之初， 由硬件置位。 TI發(fā)送中斷標(biāo)識位。在模式 0中， RB8為保留位沒有被使用。 RB8接收數(shù)據(jù)位 8，在模式 2和 3是已接收數(shù)據(jù)的第 9位。 TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位 8，在模式 2和 3是要發(fā)送的第 9位。如果在一個(gè)電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機(jī)相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當(dāng)要求在處理某個(gè)子程序時(shí)不允許串口被上位機(jī)來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開始處加入 REM=0來禁止接收，在子程序結(jié)束處加入 REM=1再次打開串口 接收。 REM為允許接收位， REM置 1時(shí)串口允許接收，置 0時(shí)禁止接收。 SM0、 SM1模式功能波特率 0 0 0 同步移位寄存器 fosc/12 0 1 1 8位 UART可變 1 0 2 9位 UARTfosc/32或 fosc/64 1 1 3 9位 UART可變 SM2在模式 模式 3中為多處理機(jī)通信使能位。它的各個(gè)位的具體定義 11 如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0、 SM1為串行口工作模式設(shè)置位，這樣兩位可以對應(yīng)進(jìn)行四種模式的設(shè)置。它的尋址地址是 98H，是一個(gè)可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51芯片串行口的工作狀態(tài)。 SCON串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài)，都會引用到接口控制寄存 器。當(dāng)然你也可以用其它的名稱。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖，一般情況下我們在寫發(fā)送程序時(shí)也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。 SBUF 包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址－ 99H。 串口通訊單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你 編寫軟件的關(guān)鍵。但 RAM定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和 中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度 10 AT89C51的擦除 整個(gè) PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms來完成。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 振蕩器特性 : XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器 9 周期的高電平時(shí)間。 P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下 所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。當(dāng) P3口寫入 “ 1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0口： P0口為一個(gè) 8位漏級開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。 圖 外形及引腳排列 7 AT89C51的主要特性 （ 1） 與 MCS51 兼容 （ 2） 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 （ 3） 壽命： 1000寫 /擦循環(huán) （ 4） 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年 （ 5） 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz （ 6） 三級程序存儲器鎖定 （ 7） 1288 位內(nèi)部 RAM （ 8） 32可編程 I/O線 （ 9） 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 10） 5個(gè)中斷源 （ 11） 可編程串行通道 （ 12） 低功耗的閑置和掉電模式 （ 13） 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 AT89C51 的管腳說 明 VCC：供電電壓。 可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，對于簡單的測溫系統(tǒng)已經(jīng)足夠。方案二的測 溫裝置電路簡單、精確度較高、實(shí)現(xiàn)方便、軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，故本次 設(shè)計(jì)采用了方案二。該系統(tǒng)擴(kuò)展性非常強(qiáng)，它可以在設(shè)計(jì)中加入時(shí)鐘芯片 DS1302以獲取時(shí)間數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理同時(shí)顯示時(shí)間，并可以利用 AT24C16芯片作為存儲器件，以此來對某些時(shí)間點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，利用鍵盤來進(jìn)行調(diào)時(shí)和溫度查詢，獲得的數(shù)據(jù)可以通過 MAX232芯片與計(jì)算機(jī)的 RS232接 口進(jìn)行串口通信，方便的采集和整理時(shí)間 溫度數(shù)據(jù)， 系統(tǒng)框圖如圖 。另外 AT89C51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。這樣 ,測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單 ,體積也不大。在 0100攝氏度時(shí)，最大線形偏差小于 1攝氏度。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測溫方法的很多外圍電路。故現(xiàn)場輸入硬件有手動(dòng)復(fù)位鍵、A/D 轉(zhuǎn)換芯片，處理芯片為 51單片機(jī) 芯片，執(zhí)行機(jī)構(gòu)有 4位數(shù)碼管 等。 圖 3 系統(tǒng)主要包括對 A/D0809 的數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)手動(dòng)工作方式檢測，溫度的顯示等，這幾項(xiàng)功能的信號通過輸入輸出電路經(jīng)單片機(jī)處理。數(shù)據(jù)采集部分則使用帶有 A/D通道的單片機(jī)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來。 2 1 數(shù)字溫度計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)要求 （ 1）測溫范圍 50℃ － 110℃ （ 2）精度誤差小于 ℃ （ 3） LED數(shù)碼直讀顯示 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論證 方案一 采用熱電偶溫差電路測溫，溫度檢測部分可以使用低溫?zé)崤?，熱電偶由兩個(gè)焊接在一起的異金屬導(dǎo)線所組成（熱電偶的構(gòu)成如圖 ），熱電偶產(chǎn)生的熱電勢由兩種金屬的接觸電勢和單一導(dǎo)體的溫差電勢組成。 軟件設(shè)計(jì)主要包括 程序流程、 主程序、讀取溫度子程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序、顯示數(shù)據(jù)子程序等 。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(jī)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(zhǔn)化、高可靠性及安全性