【正文】 S18S20，因而總線(xiàn)控制器不用提供 64 位 ROM 編碼就使用存儲(chǔ)器操作命令。讀出后存放在一個(gè) 16位數(shù)組 temp_data[]中，其中將低 8 位放在 temp_data[0]中，高 8 位放在 temp_data[1]中。最后發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令。 LED 顯示模塊：由于 LED 數(shù)碼管有共陽(yáng)極和共陰極之分，而本設(shè)計(jì)采用的是共陰極數(shù)碼管，因此需定義共陰極的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)到段碼的轉(zhuǎn)換表。具體處理步驟如下： 進(jìn)行與顯示驅(qū)動(dòng)相關(guān)的 I/O 引腳初始化 中斷顯示處理： （1） 清模計(jì)數(shù)器中斷標(biāo)志 （2） 選擇下一個(gè)要顯示的數(shù)碼 （3） 輸出該數(shù)碼的段碼 （4） 調(diào)整指針。LED 的動(dòng)態(tài)掃描功能通過(guò)以上步驟的循環(huán)實(shí)現(xiàn)。 方案一：使用熱敏電阻由于本設(shè)計(jì)是測(cè)溫電路，可以使用熱敏電阻之類(lèi)的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。在0—100 攝氏度時(shí)，最大線(xiàn)形偏差小于1 攝氏度。這樣,測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單,體積也不大?？刂乒ぷ鳎€可以與PC 機(jī)通信上傳數(shù)據(jù)，另外AT89S51 在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。該系統(tǒng)擴(kuò)展性非常強(qiáng)，它可以在設(shè)計(jì)中加入時(shí)鐘芯片DS1302以獲取時(shí)間數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理同時(shí)顯示時(shí)間，并可以利用AT24C16芯片作為存儲(chǔ)器件，以此來(lái)對(duì)某些時(shí)間點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，利用鍵盤(pán)來(lái)進(jìn)行調(diào)時(shí)和溫度查詢(xún)，獲得的數(shù)據(jù)可以通過(guò)MAX232芯片與計(jì)算機(jī)的RS232接口進(jìn)行串口通信，方便的采集和整理時(shí)間溫度數(shù)據(jù)。方案二的測(cè)溫裝置電路簡(jiǎn)單、精確度較高、實(shí)現(xiàn)方便、軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故本次設(shè)計(jì)采用了方案二。本溫度計(jì)大體分三個(gè)工作過(guò)程。然后，通過(guò)89C205I單片機(jī)芯片對(duì)送來(lái)的測(cè)量溫度讀數(shù)進(jìn)行計(jì)算和轉(zhuǎn)換，井將此結(jié)果送入顯示模塊。本電路主要由DSl8820溫度傳感器芯片、數(shù)碼管顯示模塊和89C2051單片機(jī)芯片組成。 溫度計(jì)電路設(shè)計(jì)原理圖 主控制器 方案一：采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)此方案采用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)。且人機(jī)交互友好。需要通過(guò)RS232電平轉(zhuǎn)換兼容，硬件的合成在線(xiàn)調(diào)試，較為繁瑣，很不簡(jiǎn)便。AT89S51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4kbytes 的可編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器,兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。單片機(jī)AT89S51 具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿(mǎn)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)使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。 : 各引腳功能簡(jiǎn)單介紹如下：●VCC：供電電壓●GND：接地 ●P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每個(gè)管腳可吸收8TTL門(mén)電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位?！馪1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。作為輸入時(shí)，P2口的管腳電位被外部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容?！馪3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。作為輸入時(shí)，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL)，也是由于上拉的緣故?！馬ST：復(fù)位輸入?！馎LE / PROG ：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取址期間，每個(gè)機(jī)器周期PSEN兩次有效?！馝A/VPP：當(dāng)EA保持低電平時(shí)，訪問(wèn)外部ROM；注意加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部ROM。●XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。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(mǎn)足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要，很合適攜手特式產(chǎn)品的使用。必須先啟動(dòng)DS18B20開(kāi)始轉(zhuǎn)換，再讀出溫度轉(zhuǎn)換值。每個(gè)顯示器還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點(diǎn)。但是本設(shè)計(jì)采用此種方案。另外，由于SMCl602芯片編程比較簡(jiǎn)單，界面直觀，因此更加易于使用者操作和觀測(cè)。而且在溫度測(cè)量系統(tǒng)中,采用單片溫度傳感器,比如AD590,必須經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計(jì)算機(jī),這種測(cè)溫裝置的一根線(xiàn)上只能掛一個(gè)傳感器,，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。這里采用DALLAS公司的數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為測(cè)溫元件。DALLAS 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線(xiàn)總線(xiàn)”接口的溫度傳感器。被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠(yuǎn)端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3 根或2 根線(xiàn)上，CPU只需一根端口線(xiàn)就能與諸多DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線(xiàn)和邏輯電路。DS18B20 的性能特點(diǎn)如下：●獨(dú)特的單線(xiàn)接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊●DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫●DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)●適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線(xiàn)供電●溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。開(kāi)漏單總線(xiàn)接口引腳。當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，此引腳必須接地?！裨趯?shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)使電源電壓保持在5V 左右，若電源電壓過(guò)低，會(huì)使所測(cè)得的溫度精度降低。在使用PL/M、C等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS1820操作部分最好采用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。●在DS18B20測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS18B20 接觸不好或斷線(xiàn)，當(dāng)程序讀該DS18B20 時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)，這一點(diǎn)在進(jìn)行DS18B20硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。DS18B20采用3腳PR－35 封裝或8腳SOIC封裝， DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖64 b閃速ROM的結(jié)構(gòu)如下： ROM的結(jié)構(gòu)8bit檢驗(yàn)CRC48bit序列號(hào)8bit工廠代碼（10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSB開(kāi)始8位是產(chǎn)品類(lèi)型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有48 位，最后8位是前面56 位的CRC 檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè)DS18B20 可以采用一線(xiàn)進(jìn)行通信的原因。高速暫存RAM 的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲(chǔ)器，便箋式存儲(chǔ)器（上電狀態(tài)）溫度測(cè)量值LSB(50H)溫度測(cè)量值MSB(50HTH高溫寄存器TL低溫寄存器配位寄存器預(yù)留（FFH）預(yù)留（OCH）預(yù)留（IOH）循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(CRC)(85℃)E2PROMByte0Byte1TH高溫寄存器TL低溫寄存器配位寄存器Byte2Byte3Byte4Byte5Byte6Byte7Byte8 圖 高速暫存RAM結(jié)構(gòu)圖前2個(gè)字節(jié)包含測(cè)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(fù)位時(shí)被刷新。DS18B20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1，2字節(jié)。溫度值格式如下： 轉(zhuǎn)換后的溫度值2322212021222324MSB LSBSSSSS262524MSB LSB 這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于0，這5位為0，；如果溫度小于0，這5位為1。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，表示測(cè)得的溫度植為正值，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，表示測(cè)得的溫度植為負(fù)值，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。DS18B20溫度傳感器主要用于對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)可用16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，℃／LSB形式表示。 部分溫度值溫度/℃二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+12500000111 1101000007D0H+00000001 100100010191H+00000000 000010000008H000000000 000000000000H11111111 11111000FFF8H11111110 01101111FE6FH5511111100 10010000FC90HDS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與RAM中的TH、TL字節(jié)內(nèi)容作比較，若TTH或TTL,則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。在64位ROM的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）。 DS18B20測(cè)溫原理DS18B20的測(cè)溫原理如圖8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(hào)送給減法計(jì)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(hào)作為減