電子信息工程專業(yè)--基于單片機(jī)的恒溫箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-展示頁
2024-12-18 03:30本頁面
【正文】 1wire 協(xié)議由復(fù)位脈沖應(yīng)答脈沖寫 0寫 1讀 0和讀 1這幾種信號(hào)類型組成這些信號(hào)中除了應(yīng)答脈沖其他均由主機(jī)發(fā)起并且所有命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的地位在前 DS18B20 的引腳及功能介紹 DS18B20 的外形及 TO－ 92 封裝引腳排列見左圖其引腳功能描述見表 1 實(shí)測(cè)溫度和數(shù)字輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表 2 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)輸入輸出引腳開漏單總線接口引腳當(dāng)被用著在寄生電源下也可以向器件提供電源 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳當(dāng)工作于寄生電源時(shí)此引腳必須接地 表 2 溫度值分辨率配置表 溫度 數(shù)字輸出二進(jìn)制 數(shù)字輸出十六進(jìn)制 125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H 85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H 250625 ℃ 0000 0001 1001 0001 0191H 10125℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h 05℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 000H 05℃ 1111 1111 1111 0000 FFF8H 10125 ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH 250625℃ 1111 1110 0110 1111 FF6FH 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 的使用方法 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(duì) AT89S51 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(duì) DS18B20 芯片的訪問 由于 DS18B20 是在一根 IO 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 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?qū)憰r(shí)序所有時(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)接收數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序見圖 3 圖 3 DS18B20 的復(fù)位時(shí)序圖 置總線為低電平并保持至少 480us 然后拉高電平等待從端重新拉低電平作為響應(yīng)則總線復(fù)位完成 DS18B20 的讀時(shí)序見圖 4 圖 4 DS18B20 的讀時(shí)序圖 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)過程對(duì)于 DS18B20的讀時(shí)隙是從主機(jī)把單總線拉低之后在 15 秒之內(nèi)就得釋放單總線以讓 DS18B20 把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上 DS18B20 在完成一個(gè)讀時(shí)序過程至少需要 60us 才能完成 DS18B20 的寫時(shí)序 見圖 5 圖 5 DS18B20 的寫時(shí)序圖 對(duì)于 DS18B20 的寫時(shí)序仍然分為寫 0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序兩個(gè)過程對(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 DS18B20 在電路中的連接見圖 6 wire 總線支持一主多從式結(jié)構(gòu)硬件上需外接上拉電阻當(dāng)一方完成數(shù)據(jù)通信需要釋放總線時(shí)只需將總線置高點(diǎn)平即可若需要獲得總線進(jìn)行通信時(shí)則要監(jiān)視總線是否空閑若空閑則置低電平獲得總線控制權(quán) 圖 6 DS18B20 測(cè)溫電路 輸出控制電路 MOC3041 內(nèi)部帶有過零控制電路 MOC3041 輸出端額定電壓為 400V 加熱電路中采用 MOC3041 的目的有兩個(gè)其一是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電與弱電的隔離其二是實(shí)現(xiàn)雙向可控硅的過零觸發(fā)從而使流過雙向可控硅的電流波形為正弦波減少諧波電路連接如圖 6 所示其在電路中的工作原理是單片機(jī)根據(jù)傳感器和設(shè)定開關(guān)輸入的控制指令控制電器的電源通斷 Q2 為 MAC97A6 型小型塑封雙向晶閘管其最大通態(tài)電流為 1A 圖 7 光耦控制輸出 溫度越線報(bào)警電路 報(bào)警電路如圖 8所示該電路采用一個(gè)小功率三 極管 Q1驅(qū)動(dòng)蜂鳴器 BELL當(dāng)單片機(jī)接收到超額溫度信號(hào)或危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)輸出腳 BELL輸出高點(diǎn)平 Q1導(dǎo)通致使蜂鳴器 BELL 得電工作發(fā)出報(bào)警聲同時(shí)電路中的發(fā)光二極管指示出電路的工作狀態(tài) 圖 8 報(bào)警電路 6 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) 61 軟件描述 在軟件設(shè)計(jì)時(shí)必須先弄清恒溫控制系統(tǒng)的操作過程和工作過程加熱器開始時(shí)處于停止?fàn)顟B(tài)首先設(shè)定溫度顯示器顯示溫度溫度設(shè)定后則可以啟動(dòng)加熱溫度檢測(cè)系統(tǒng)不斷檢測(cè)并顯示系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)溫度當(dāng)達(dá)到設(shè)定值后停止加熱當(dāng)溫度下降到下限 小于設(shè)定值 3℃ 時(shí)再自動(dòng)啟動(dòng)加熱這樣不斷的循環(huán)使溫度保持在設(shè)定范圍之內(nèi) 啟動(dòng)加熱以后就不能再設(shè)定溫度因?yàn)闇囟鹊脑O(shè)定可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求改變
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