【正文】 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 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉(zhuǎn)換命令子程序，計算溫度子程序，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。 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 12 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 電路原理 一、 jp1 與 c與 c4 三個元器件組成數(shù)字溫度計的電源部分， jp1 的兩個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 時間為 45微秒。 （ 2） 延時確定的時間為 15 微秒。 對于 DS18B20 寫 0時序和寫 1時序的要求不同，當(dāng)要 寫 0 時序時，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時序時，單總線被拉低之后，在 15us 之內(nèi)就得釋放單總線。 （ 8）延時 30微秒。 山東英才學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計 11 （ 6）延時 15 微秒。 （ 4）延時 15微秒。 （ 2）延時 2微秒。 DS18B20 在完成一個讀時序過程，至少需要 60us才能完成。 DS18B20 的讀時序 ： 對于 DS18B20 的讀時序分為讀 0時序和讀 1時序兩個過程。 （ 7） 若 CPU 讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平 “0” 后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（ 5）步的時間算起）最少要 480 微秒。 （ 6） 延時等待（如果初始化成功則在 15 到 60 毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20 所返回的低電平 “0” 。 （ 4） 延時 750 微秒（該時間的時間范圍可以從 480 到 960 微秒）。 山東英才學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計 10 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 44H： 啟動 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 BEH ： 讀 度溫度值 DS18B20 的復(fù)位時序 ： （ 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)主動啟動寫時序開始，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)需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。該協(xié)議定義了幾種信號的時序：初始化時序、讀時序、寫時序。 由于 DS18B20 是在一根 I/O 線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時序要求。采用寄生電源供電方式時 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 時鐘周期內(nèi)提供足夠的電 流，可用一個MOSFET 管來完成對總線的上拉。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)存儲器操作命令→處理數(shù)據(jù)。 表 2 一部分溫度對應(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完成的，它有嚴(yán) 格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。 減法計數(shù)器１對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器１的預(yù)置值減到０時，溫度寄存器的值將加１，減法計數(shù)器１的預(yù)置將重新被裝入，減法計溫度 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 9 數(shù)器１重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行 計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器計數(shù)到０時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。器件中還有一個計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)進(jìn)而完成溫度測量。主機(jī) ROM 的前 56 位來計算 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 同時測量溫度并進(jìn)行報警搜索。 表 1 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時間表 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大轉(zhuǎn)換時間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TＬ字節(jié)內(nèi)容作比較 。 當(dāng)符號位Ｓ＝０時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號位Ｓ＝１時，表示測得的溫度值為負(fù)值，要先將補碼變成原碼，再計算十進(jìn)制數(shù)值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16位帶符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第１、２字節(jié)。第９字節(jié)讀出前面所有８字節(jié)的 CRC 碼，可用來檢驗數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。因此，在實際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(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試模式， DS18B20 出廠時該位被設(shè)置為０，用戶要去改動， 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個字節(jié)包含測得的溫度信息，第３和第４字節(jié)ＴＨ和ＴＬ的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時被 刷新。 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存ＲＡＭ和一個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，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后８位是前面 56位的 CRC 檢驗碼，這也是多個 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，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 7 表 1 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述