【正文】 程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計(jì)算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。 七、蜂鳴器電路，三極管起到開關(guān)的作用。 五、四支三極管為數(shù)碼管提供驅(qū)動(dòng)。 三、最重要的一部分是 DS18B20，它此它的連接方式是外接電源方式。 山東英才學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 13 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 電路原理 一、 jp1 與 c與 c4 三個(gè)元器件組成數(shù)字溫度計(jì)的電源部分， jp1 的兩個(gè)插孔連接電源的零線與火線， c3 與 c4 起到濾波作用， vcc 端連接在單片機(jī) 40 腳上，可以說這一部分是數(shù)字溫度計(jì)的血脈。 （ 6） 重復(fù) 上（ 1）到（ 6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。 （ 4） 延時(shí)時(shí)間為 45微秒。 （ 2） 延時(shí)確定的時(shí)間為 15 微秒。 對(duì)于 DS18B20 寫 0時(shí)序和寫 1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫 0 時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20 能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“ 0”電平，當(dāng)要寫 1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。 （ 8）延時(shí) 30微秒。 山東英才學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 12 （ 6）延時(shí) 15 微秒。 （ 4）延時(shí) 15微秒。 （ 2）延時(shí) 2微秒。 DS18B20 在完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要 60us才能完成。 DS18B20 的讀時(shí)序 ： 對(duì)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。 （ 7） 若 CPU 讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平 “0” 后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出 的高電平算起（第（ 5）步的時(shí)間算起）最少要 480 微秒。 （ 6） 延時(shí)等待（如果初始化成功則在 15 到 60 毫秒時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20 所返回的低電平 “0” 。 （ 4） 延時(shí) 750 微秒（該時(shí)間的時(shí)間范圍可以從 480 到 960 微秒）。 山東英才學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 11 DS18B20 控制方法 DS18B20 有六條控制命令，指令約定代碼操作說明 CCH：跳過掃描溫度傳感芯片序列號(hào) 44H： 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 BEH ： 讀 度溫度值 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序 ： （ 1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平 “1” 。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù) 據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。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 4 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(duì)總線的上拉。操作協(xié)議為：初使化 DS18B20（發(fā)復(fù)位脈沖）→發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲(chǔ)器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 表 2 一部分溫度對(duì)應(yīng)值表 溫度 /℃ 二進(jìn)制表示 十六進(jìn)制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0000 0191H + 0000 0000 1010 0001 00A2H + 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H 1111 1111 1111 0000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。 減法計(jì)數(shù)器１對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置值減到０時(shí)，溫度寄存器的值將加１，減法計(jì)數(shù)器１的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)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 山東英才學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 10 數(shù)器１重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到０時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)， DS18B20 就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘 脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。主機(jī) ROM 的前 56 位來計(jì)算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC值作比較，以判斷主機(jī)收到的 ROM 數(shù)據(jù)是否正確。因此，可用多只 DS18B20 同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。 表 1 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TＬ字節(jié)內(nèi)容作比較。 當(dāng)符號(hào)位Ｓ＝０時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn) 換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位Ｓ＝１時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第１、２字節(jié)。第９字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。低５位一直為１，ＴＭ是工作模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式， DS18B20 出廠時(shí)該位被設(shè)置為０，用戶要去改動(dòng)， R1 和Ｒ 0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率。DS18B20 工作時(shí)寄存器中的分辨 率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。頭２個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存ＲＡＭ和一個(gè)非易失性的可電擦除的 EERAM。 圖 2 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 64位 ROM 的結(jié)構(gòu)開始８位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟 一的序號(hào)，共有48位，最后８位是前面 56位的 CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè) DS18B20 可以采用一線進(jìn)行通信的原因。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源。 （底 視圖） DS18B20 山東英才學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 8 表 1 DS18B20 詳 細(xì)引腳功能描述 序號(hào) 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號(hào) 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 DS18B20 DS18B20溫度傳感器是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)９～１２位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 軟件設(shè)置空閑和省電功能 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和省電模式 128x8bit 內(nèi)部 ram 時(shí)鐘頻率 033mhz