【正文】 CALL DISP 。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如（圖 13）所示 圖 13溫度轉(zhuǎn)換流程圖 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 結(jié)束 Y 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗(yàn) 9 字節(jié)完？ C 圖 8RC 校驗(yàn)正？確？ 移入溫度暫存器 結(jié)束 N N Y 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 18 計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)?RAM 中讀取值進(jìn)行 BCD 碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序流程圖如（圖 14）所示。 圖 11 顯示數(shù)據(jù)刷新流程圖 CPU 數(shù)據(jù)處理的框圖 讀出溫度子程序 讀出溫度子程序的主要功能是讀出 RAM 中的 9 字節(jié)，在讀出時(shí)需進(jìn)行 CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 圖 10 主程序流程圖 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S 到？ 初次上電 讀出溫度值溫度計(jì)算處理顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 N Y N Y 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 16 顯示電路的框圖 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高顯示位為 0 時(shí)將符號顯示位移入下一位。 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理 DS18B20 的測量的當(dāng)前溫度值， 溫度測量每 1s 進(jìn)行一次。 圖 2 中的按健復(fù)位電路是上電復(fù)位加手動(dòng)復(fù)位，使用比較方便，在程序跑飛 時(shí)，可以手動(dòng)復(fù)位，這樣就不用在重起單片機(jī)電源，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 這樣，在實(shí)際應(yīng)用中，假設(shè)單片機(jī)外部中斷引腳 INT0 輸入一路由＋ 5 V 下降到 0 V 的下降沿信號，單片機(jī)在某個(gè)時(shí)鐘周期采樣 INT0 引腳得到 V 的高電平；而在下一個(gè)時(shí)鐘周期到來進(jìn)行采樣時(shí)，由于實(shí)際的外部輸入中斷觸發(fā)信號由高電平變?yōu)榈碗?平往往需要一定的時(shí)間，因此，檢測到的可能并非真正的低電平（小于 V），而是處于低電平與高電平之間的某一中間電平，即 ~ V的某一電平。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 14 單片機(jī)外部輸入的中斷觸發(fā)電平是 TTL 電平。若為 0，則外部輸入中斷控制為電平觸發(fā)方式；若為 1，則控制為邊沿觸發(fā)方 式。 51 系列單片機(jī)有 5 個(gè)中斷源，其中有 2 個(gè)是外部輸入中斷源 INT0 和 INT1。 LED顯示器中的發(fā)光二極管有 2 種接法 : （ 1）共陽極接法 把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成共陽極，使用時(shí)，公共陽極接 +5 伏，這樣，陽極輸入端低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平則不點(diǎn)亮， （ 2）共陰極接法 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成共陰極，使用時(shí)，公共陰極接地，這樣，陽極輸入端高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平則不點(diǎn)亮。 （ 1） LED 的靜態(tài)顯示 實(shí)際使用的 LED 顯示器通常由多位構(gòu)成，對多位 LED 顯示器的控制包括字行控制和字位控制，在靜態(tài)顯示方式下，沒一位顯示器的字行控制是獨(dú)立的，分別接到一個(gè) 8 位 I|O 接口上，字位控制線連在一起，接地或 5 伏。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器都要占用 單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼。 （圖 7） AT89C51 基本結(jié)構(gòu)圖 AT89C51 引腳及其功能 （ 1）工作電源與地 Vcc（ 40）：電源 +5V? Gnd（ 20）：地 （ 2）時(shí)鐘 XTAL1（ 19）：內(nèi)部振蕩器輸入端 XTAL2（ 18）：內(nèi)部振蕩器輸出端 （ 3）并行 I/O 口 ① — (3932) 通用 I/O 口 P0 / A0A7 / D0D7。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 12 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 0 D S 1 8 B 2 04 .7 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機(jī).... 圖 6 DS18B20 與單片機(jī)的接口 電路 CPU 芯片及電路 主控制器 AT89C51 的基本結(jié)構(gòu) 單片機(jī) AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計(jì)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。采用寄生電源供電方式時(shí) VDD 端接地。另一種是寄生電源供電方式，如（圖 6） 所示單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè) MOSFET 管來完成對總線的上拉。 DS18B20 在完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要 60us 才能完成。 對于 DS18B20 的讀時(shí)序分為讀 0 時(shí)序和讀 1 時(shí)序兩個(gè)過程。因而主機(jī)在讀時(shí) 隙期間，必須釋放總線。若發(fā)送為 0，則拉低總線當(dāng)發(fā)送 0 時(shí)， DS18B20 在該時(shí)隙結(jié)束后，釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至高電平狀態(tài)。每 個(gè)讀時(shí)隙都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線 1us。所以在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)隙，以便 DS18B20 能夠傳輸數(shù)據(jù)。在寫 0 時(shí)隙期間，微控制器在整個(gè)時(shí)隙中將總線拉低；而寫 1 時(shí)隙期間，微控制器將總線拉低，然后在時(shí)隙起始后 15us 釋放總線。 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序圖： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 10 ② 寫時(shí)隙 當(dāng)主機(jī)將單總線 DQ 從邏輯高拉為邏輯低時(shí)，即啟動(dòng)一個(gè)寫時(shí)隙，所有的寫時(shí)隙必須在 60~120us 完 成，且在每個(gè)循環(huán)之間至少需要 1us 的恢復(fù)時(shí)間。 ① 復(fù)位和應(yīng)答脈沖時(shí)隙 每個(gè)通信周期起始于微控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖，其后緊跟 DS18B20 發(fā)出的應(yīng)答 脈沖，在寫時(shí)隙期間，主機(jī)向 DS18B20 器件寫入數(shù)據(jù)，而在讀時(shí)隙期間，主機(jī)讀入來自 DS18B20 的數(shù)據(jù)。與 DS18B20 的通信，是通過操作時(shí)隙完成單總線上的數(shù)據(jù)傳輸。 DS18B20 器件要求采用嚴(yán)格的通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備 ，單總線器件作為從設(shè)備。 DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 DS18B20 的通信協(xié)議 由于 DS18B20 采用的是 1－ Wire 總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對 AT89C51 單片機(jī)來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們 必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來完成對 DS18B20 芯片的訪問。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。其輸出用于修正減法計(jì) 數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大于被測溫度值。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將－ 55℃所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器１、溫度寄存器中，計(jì)數(shù)器１和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 DS18B20 的測溫原理是這樣的 ,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計(jì)數(shù)器１；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其 振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計(jì)數(shù)器２的脈沖輸入。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 9 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（ CRC）。若Ｔ＞ TH 或 T＜ TL，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令做出響應(yīng)。（表 3）是一部分溫度值對應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB 形式表示。 溫度 LSB 溫度 MSB TH 用戶字節(jié) 1 TL 用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC TM R1 1R0 1 1 1 1 .... 圖 5 DS18B20 字節(jié)定義 C 64 位 ROM 和 單 線 接 口 高速緩存 存儲(chǔ)器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 VDD I/O 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 DS18B20 溫度測試系統(tǒng) 8 表 2 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表 R0R1000101119101112分辨率/位 溫度最大轉(zhuǎn)向時(shí)間/ms93 .7518 37 575 0.... 當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。 由（表 2）可見， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長。該字節(jié)各位的定義如（圖 5）所示。第５個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。溫度報(bào)警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報(bào)警上下限。 DS1