【正文】 線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 無(wú)須外部器件；可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，~； 零待機(jī)功耗；溫度以9或12位數(shù)字；用戶可定義報(bào)警設(shè)置；報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作[2]。 溫度傳感器工作原理 DS18B20的性能特點(diǎn)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。系統(tǒng)可用兩節(jié)電池供電。（電路圖見(jiàn)附錄）。顯示電路DS18B20掃描驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)要求： 測(cè)溫范圍 55～~+125 ℃；誤差 +℃以內(nèi)；采用LED數(shù)碼管直讀顯示。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能和要求，確定系統(tǒng)由3個(gè)模塊組成：主控制器，測(cè)溫電路和顯示電路[1]。因此，鑒于以上問(wèn)題主要設(shè)計(jì)測(cè)溫范圍為55～125 ℃，℃的數(shù)字溫度計(jì)。而傳統(tǒng)的溫度計(jì)，如熱電偶和熱電阻測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持。數(shù)字溫度計(jì)傳感器可以直接讀出被測(cè)溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。其缺點(diǎn)如下：硬件電路復(fù)雜；軟件調(diào)試復(fù)雜；制作成本高。1 前言在日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常要用到溫度的檢測(cè)及控制，傳統(tǒng)的測(cè)溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持。針對(duì)以上問(wèn)題，采用一種改進(jìn)型智能溫度傳感器作為檢測(cè)元件，測(cè)溫范圍為55～+125 ℃，℃，誤差 +℃以內(nèi)。 本數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)采用一種改進(jìn)型智能溫度傳感器作為檢測(cè)元件，測(cè)溫范圍為55～125 ℃，℃，誤差 +℃以內(nèi)。硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試?yán)щy，制作成本高等缺點(diǎn)都給科技、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域帶來(lái)許多問(wèn)題，尤其在生物學(xué)，、Mg/Ca溫度計(jì)的建立基礎(chǔ)、測(cè)定方法、研究成果、環(huán)境意義、,為現(xiàn)代和古海洋環(huán)境的重建、探索氣候的變率與特征事件(冷暖、旱澇、ENSO等)的關(guān)聯(lián)以及為預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化的趨勢(shì)提供科學(xué)的判據(jù)。2 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)本數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)采用美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS18B20之后推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測(cè)元件，測(cè)溫范圍為55～+125 ℃，℃. DS18B20可以直接讀出被測(cè)溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。AT89C2051主控制器。溫度計(jì)設(shè)計(jì)原理圖如圖所示,控制器使用單片機(jī)AT89C2051,溫度傳感器使用DS18B20，用4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管以動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)溫度顯示。 主控制器單片機(jī)AT89C2051具有低電壓供電和小體積等特點(diǎn)，兩個(gè)端口剛好滿足電路系統(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。 顯示電路顯示電路采用4位共陽(yáng)LED數(shù)碼管，從P1口輸出段碼，~，列驅(qū)動(dòng)用9012三極管。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(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字值讀取方式。 DS18B20原理DS18B20 采用3 腳PR35 封裝或8 腳SOIC 封裝。 DS18B20的外部結(jié)構(gòu)DS18B20內(nèi)部主要包括寄生電源、溫度傳感器、64 位激光ROM 單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器，用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH 和TL 解發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、8 位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）發(fā)生器等七部分。該寄生電源有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，檢測(cè)遠(yuǎn)程溫度時(shí)無(wú)需本地電源；第二，缺少正常電源時(shí)也能讀ROM。光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。 8BIT CRC 48BIT SERLAL NUMBER 8BIT FAMILY CODE(28H)MSB LSB MSB LSB MSB LSB 64 位ROM 的結(jié)構(gòu) DS18B20的ROM命令指令說(shuō)明讀ROM（33H）讀DS1820的序列號(hào)匹配ROM（55H）繼讀完64位序列號(hào)的一個(gè)命令，用于多個(gè)DS18B20時(shí)定位跳過(guò)ROM（CCH）此命令執(zhí)行后的存儲(chǔ)器操作將針對(duì)在線的所有DS1820搜ROM（F0H）識(shí)別總線上各器件的編碼，為操作各器件作好準(zhǔn)備報(bào)警搜索（ECH）僅溫度越限的器件對(duì)此命令作出響應(yīng)其內(nèi)部的低溫度系數(shù)振蕩器能產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)f0，高溫度系數(shù)振蕩器則將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)f。芯片內(nèi)部還有斜率累加器，可對(duì)頻率的非線性予以被償。一般情況下的溫度值應(yīng)為9 位（符號(hào)點(diǎn)1位），但因符號(hào)位擴(kuò)展成高8 位，故以16 位被碼形式讀出， 給出了溫度和數(shù)字量的關(guān)系。暫存存儲(chǔ)器包含了8個(gè)連續(xù)字節(jié)，前兩個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息，第一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低8位，第二個(gè)字節(jié)是溫度的高8位，第三個(gè)和第四個(gè)字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝，第五個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新，第六、七、八個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算，第九個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)，[3]。 分辨率設(shè)置表R1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間009位0110位1011位375ms1112位750ms根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì)DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。[4]。 DS18B20電路. DS18B20測(cè)溫原理 ，圖中低溫度系數(shù)振蕩器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(hào)送給減法計(jì)數(shù)器1；高溫度系數(shù)振蕩器隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入[6]。計(jì)數(shù)門的開(kāi)啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來(lái)決定，每次測(cè)量前，首先將55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。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。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)[7]。另一種是寄生電源供電方式， 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(lái)完成對(duì)總線的上拉[8]。采用寄生電源供電方式時(shí)，VDD端均接地。 DS18B20采用寄生電源的電路圖3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序。 主程序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(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每1s進(jìn)行一次。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(cè)量的當(dāng)前溫度值，溫度測(cè)量每1s進(jìn)行一次。初始化調(diào)整顯示子程序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(kāi)始命令NYYN MAIN : LCALL DISPLAY 。CLR SHIJOKLCALL DCONVTEMP 。調(diào)用溫度讀程序LCALL CONVTBCD 。調(diào)用顯示程序LJMP MAIN 。[11]。[12]發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過(guò)ROM命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令結(jié)束 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖DCONVTEMP: LCALL T0INDS18620MOV A , 0CCHLCALL WRITEDS18620 。延時(shí)104usDJNZ R1 , $MOV A , 44HLCALL WRITEDS18620 。延時(shí)104usDJNZ R1 , $RETREADTEMP: LCALL T0INDS18620MOV A , 0CCHLCALL WRITEDS18620 。延時(shí)104usDJNZ R1 , $MOV A , 0BEHLCALL WRITEDS18620 。延時(shí)104usDJNZ R1 , $MOV R4 , 08HMOV R0 , TEMPHEADREADTEMP2: LCALL READDS18620MOV R0 , AINC R0DJNZ R4 , READTEMP2MOV A , TEMPHEAD + 0MOV TEMPL , AMOV A , TEMPHEAD + 1MOV TEMPH , ARET 計(jì)算溫度子程序開(kāi)始計(jì)算溫度子程序?qū)AM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，N溫度零下[13]。 。0表示正數(shù)TEMPC11: MOV A , TEMPL 。將秒地址放入R1內(nèi)MOV R2 , 0FEH 。1MS延時(shí)程序，LED顯示程序用DL1 : DJNZ R7 , DL2DJNZ R6 , DL1RETTAB: DB 0C0H ,0F9H ,0A4H ,99H ,92H ,82H ,0F8H ,80H ,90H ,0FFH ,0BFHEND 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對(duì)顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新操作，當(dāng)最高