【正文】 數(shù)字輸出，省去A/D轉化器的使用，有效較低了系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，并能夠在一個相當有用的范圍內進行溫度測量。按照系統(tǒng)設計功能的要求，確定系統(tǒng)由3個模塊組成：主控制器、測溫電路和顯示電路。 圖5 電路結構框圖硬件電路設計 （1）、單片機控制模塊 該模塊由AT89S52單片機組成在設計方面，AT89S52的EA接高電平，其外圍電路提供能使之工作的晶振脈沖、復位按鍵，四個I/O分別接8路的單列IP座方便與外圍設備連接。該模塊的硬件電路如下圖 （2）溫度傳感器模塊DS18B20相關資料DS18B20原理與分析DS18B20是美國DALLAS半導體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。 ms和750 ms內完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或寫入DS18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。他在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。（2）在使用中不需要任何外圍元件。（4）測溫范圍：55 +125 ℃。（5）通過編程可實現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式。（7）支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。DS18B20的測溫原理DS18B20的測溫原理上圖所示，圖中低溫度系數(shù)晶振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送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(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(chǎn)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(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。另外，由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。操作協(xié)議為：初始化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)。高溫度系數(shù)振蕩器是一個振蕩頻率對溫度很敏感的振蕩器，為計數(shù)器2提供一個頻率隨溫度變化的計數(shù)脈沖。初始時，計數(shù)器1預置的是與55℃相對應的一個預置值。為了補償振蕩器溫度特性的非線性性，斜率累加器提供的預置數(shù)也隨溫度相應變化。DS18B20內部的比較器以四舍五入的量化方式確定溫度寄存器的最低有效位。這樣，經(jīng)過比較后所得的溫度寄存器的值就是最終讀取的溫度值了，℃，四舍五入最大量化誤差為177。溫度寄存器中的溫度值以9位數(shù)據(jù)格式表示，最高位為符號位，其余8位以二進制補碼形式表示溫度值。DS18B20測量溫度時使用特有的溫度測量技術。當計數(shù)門打開時，DS18B20進行計數(shù)，計數(shù)門開通時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。測量結果存入溫度寄存器中。DS18B20工作過程一般遵循以下協(xié)議：初始化——ROM操作命令——存儲器操作命令——處理數(shù)據(jù)① 初始化單總線上的所有處理均從初始化序列開始。存在脈沖讓總線控制器知道DS1820 在總線上且已準備好操作。所有ROM操作命令均為8位長。此命令只能在總線上僅有一個DS18B20的情況下可以使用。Match ROM( 符合ROM)[55h]此命令后繼以64位的ROM數(shù)據(jù)序列，允許總線主機對多點總線上特定的DS18B20尋址。所有與64位ROM序列不符的從片將等待復位脈沖。Skip ROM( 跳過ROM )[CCh]在單點總線系統(tǒng)中，此命令通過允許總線主機不提供64位ROM編碼而訪問存儲器操作來節(jié)省時間。Search ROM( 搜索ROM)[F0h]當系統(tǒng)開始工作時，總線主機可能不知道單線總線上的器件個數(shù)或者不知道其64位ROM編碼。Alarm Search(告警搜索)[ECh]此命令的流程與搜索ROM命令相同。告警的條件定義為溫度高于TH 或低于TL。貯存在EEPROM內的觸發(fā)器值用于告警。接下來寫入的兩個字節(jié)將被存到暫存器中的地址位置2和3。Read Scratchpad（讀暫存存儲器）[BEh]這個命令讀取暫存器的內容。如果不想讀完所有字節(jié)，控制器可以在任何時間發(fā)出復位命令來中止讀取。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時間隙，而DS18B20又正在忙于把暫存器拷貝到E2存儲器，DS18B20就會輸出一個“0”，如果拷貝結束的話，DS18B20 則輸出“1”。Convert T（溫度變換）[44h]這條命令啟動一次溫度轉換而無需其他數(shù)據(jù)。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時間隙，而DS18B20又忙于做時間轉換的話，DS18B20將在總線上輸出“0”，若溫度轉換完成，則輸出“1”。Recall E2（重新調整E2）[B8h]這條命令把貯存在E2中溫度觸發(fā)器的值重新調至暫存存儲器。在這條命令發(fā)出之后，對于所發(fā)出的第一個讀數(shù)據(jù)時間片，器件會輸出溫度轉換忙的標識：“0”=忙，“1”=準備就緒。④ 處理數(shù)據(jù)DS18B20的高速暫存存儲器由9個字節(jié)組成，其分配如圖3所示。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后。 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表上表是DS18B20溫度采集轉化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在DS18B20的兩個8比特的RAM中，二進制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于或等于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。例如當DS18B20采集到55℃的實際溫度后，輸出為FC90H，則應先將11位數(shù)據(jù)位取反加1得370H（符號位不變，也不作為計算），則：實際溫度=370H╳=880╳=550C。主要功能是完成DS18B20的初始化工作，并進行讀溫度，將溫度轉化成為壓縮BCD碼并在顯示器上顯示傳感器所測得的實際溫度。其程序流程圖如圖2所示。溫度轉換命令子程序流程圖如圖3所示。開始DS18B20初始化讀溫度子程序讀出溫度格式化，并轉為壓縮BCD碼顯示溫度圖1 主程序流程圖圖2讀出溫度子程序流程圖圖3 溫度轉換命令子程序流程圖圖4 計算溫度子程