【正文】 流程見圖6所示讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，溫度轉換命令子程序，計算溫度子程序，顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。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 所示單片機端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時鐘周期內提供足夠的電流，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)。溫度/℃二進制表示十六進制表示+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+0000 0001 1001 00000191H+0000 0000 1010 000100A2H+0000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H1111 1111 1111 0000FFF8H1111 1111 0101 1110FF5EH1111 1110 0110 1111FE6FH551111 1100 1001 0000FC90H圖5　一部分溫度對應值表另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器1的預置值減到０時，溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(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，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度測量。主機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同時測量溫度并進行報警搜索。 圖4 DS18B20溫度轉換時間表DS18B20完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與RAM中的TH、TＬ字節(jié)內容作比較。當符號位Ｓ＝０時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位Ｓ＝1時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數(shù)值。轉換完成后的溫度值就以16位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第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，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。低5位一直為1，TM是工作模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式，DS18B20出廠時該位被設置為0，用戶要去改動，R1和R0決定溫度轉換的精度位數(shù)，來設置分辨率。DS18B20工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數(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，每次上電復位時被刷新。DS18B20溫度傳感器的內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。C64 位ROM和單線接口高速緩存存儲器與控制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圖2 DS18B20內部結構64位ROM的結構開始8位是產品類型的編號，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可以采用一線進行通信的原因。DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 主控制器單片機AT89S51具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設計需要，很適合便攜手持式產品的設計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。二、設計要求℃110℃℃3. LED數(shù)碼直讀顯示擴展功能三、總體設計溫度計電路設計總體設計方框圖如圖1所示，控制器采用單片機AT89S51，溫度傳感器采用DS18B20，用3位LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度顯示。一、設計目的綜合利用所學單片機知識完成一個單片機應用系統(tǒng)設計并仿真實現(xiàn)所有的功能，從而加深對單片機軟硬件知識的理解和對相關傳感器的原理和使用方法的掌握，獲得進一步的應用實踐經(jīng)驗，為走出校門從事單片機應用的相關工作打下基礎。該設計同時也是我們對所學理論知識進行的檢測和驗證，理論與實踐相結合，探索知識的真理殿堂，不拘泥課本，培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題并獨立解決問題的能力。主 控 制 器控制器LED顯 示溫 度 傳 感 器單片機復位時鐘振蕩報警點按鍵調整圖1　總體設計方框圖 顯示電路顯示電路采用3位共陽LED數(shù)碼管，從P3口RXD,TXD串口輸出段碼。DS18B20的性能特點如下：●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；●多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；●無須外部器件；●可通過數(shù)據(jù)線供電，~；●零待機功耗；●溫度以9或12位數(shù)字；●用戶可定義報警設置；●報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；●負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20采用3腳PR－35封裝或8腳SOIC封裝，其內部結構框圖如圖2所示。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警上下限。高速暫存RAM的結構為8字節(jié)的存儲器，結構如圖3所示。第５個字節(jié)，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。該字節(jié)各位的定義如圖3所示。溫度 LSB溫度 MSBTH用戶字節(jié)1TL用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留CRC圖3 　DS18B20字節(jié)定義由圖4可見，DS18B20溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉換時間越長。高速暫存RAM的第8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯1。當DS18B20接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，℃／LSB形式表示。表2是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。若Ｔ＞TH或T＜TL，則將該器件內的報警標志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（CRC）。DS1