【正文】 方案二。 圖 1 總體設計方框圖 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。 溫度傳感器 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。 圖 2 DS18B20 內部結構框圖 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。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工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數(shù)值。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Ｒ 0 決定溫度轉換的精度位數(shù)，來設置分辨率。因此，在實際應用中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。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。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１、２字節(jié)。 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。 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。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。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。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。 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。 AT24C02 串行 E2PROM I2C 總線是一種用于 IC 器件之間連接的二線制總線。 1． I2C 總線的基本結構 采用 I2C 總線標準的單片機或 IC 器件，其內部不僅有 I2C 接口電路，而且將內部各單元電路按功能劃分為若干相對獨立的模塊，通過軟件尋址實現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。 I2C總線接口電路結構如圖4 所示。當某個器件向總線上發(fā)送信息時，它就 是發(fā)送器 (也叫主器件 )，而當其從總線上接收信息時，又成為接收器 (也叫從器件 )。 I2C總線的控制完全由掛接在總線上的主器件送出的地址和數(shù)據(jù)決定。 總線上主和從 (即發(fā)送和接收 )的關系不是一成不變的，而是取決于此時數(shù)據(jù)傳送的方向。當總線空閑時，兩根線都是高電平。 I2C 總線的數(shù)據(jù)傳送速率在標準工作方式下為 100kbit/s，在快速方式下，最高傳送速率可達 400kbit/s。 SCL 線上由高電平到低電平的跳變將影響到這些器件，一旦某個器件的時鐘信號下跳為低電平，將使 SCL 線一直保持低電平，使 SCL 線上的所有器件開始低電平期。 當所有器件的 時鐘信號都上跳為高電平時，低電平期結束， SCL線被釋放返回高電平，即所有的器件都同時開始它們的高電平期。這樣就在 SCL 線上產生一個同步時鐘。 4．數(shù)據(jù)的傳送 在數(shù)據(jù)傳送過程中，必須確認數(shù)據(jù)傳送的開始和結束。 當時鐘線 SCL 為高電平時，數(shù)據(jù)線 SDA由高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉x為 “開始 ”信 號；當 SCL 線為高電平時，SDA 線發(fā)生低電平到高電平的跳變?yōu)?“結束 ”信號。在開始信號以后，總線即被認為處于忙狀態(tài)；在結束信號以后的一段時間內，總線被認為是空閑的。方向位為 “0”表示發(fā)送，即主器件把信息寫到所選擇的從器件；方向位為 “1”表示主器件將從從器件讀信息。 在 I2C 總線上每次傳送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不限，但每一個字節(jié)必須為 8 位，而且每 個傳送的字節(jié)后面必須跟一個認可位（第 9 位），也叫應答位（ ACK）。每次都是先傳最高位，通常從器件在接收到每個字節(jié)后都會作出響應，即釋放 SCL 線返回高電平，準備接收下一個數(shù)據(jù)字節(jié)，主器件可繼續(xù)傳送。當從器件處理完畢時將釋放 SCL 線 ，主器件繼續(xù)傳送。從器件的響應信號結束后，SDA線返回高電平，進入下一個傳送周期。若一個器件不需要廣播呼叫尋址中所提供的任何數(shù)據(jù)，則可以忽略該地址不作響應。 5．總線競爭的仲裁 總線上可能掛接有多個器件，有時會發(fā)生兩個或多個主器件同時想占用總線的情況。 I2C 總線具有多主控能力，可以對發(fā)生在 SDA 線上的總線競爭進行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當多個主器件同時想占用總線時，如果某個主器件發(fā) 送高電平，而另一個主器件發(fā)送低電平，則發(fā)送電平與此時 SDA總線電平不符的那個器件將自動關閉其輸出級。首先是地址位的比較，如果主器件尋址同一個從器件，則進入數(shù)據(jù)位的比較，從而確保了競爭仲裁的可靠性。 6. I2C 總線接口器件 目前在視頻處理、移動通信等領域采用 I2C 總線接口器件已經比較普遍。 A