【正文】 XVII （ 2） DS18B20 寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖 改進(jìn)的寄生電源供電方式如下面圖 10 所示，為了使 DS18B20 在動態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的 電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到 E2 存儲器操作時，用 MOSFET 把 I/O 線直接拉到 VCC 就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到 E2 存儲器或啟動溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最多 10μ S 內(nèi)把 I/O 線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。 圖 DS18B20 寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖 注意：在圖 和圖 寄生電源供電方式中， DS18B20 的 VDD引腳必須接地 （ 3） DS18B20 的外部電源 供電方式 在外部電源供電方式下， DS18B20 工作電源由 VDD 引腳接入，此時 I/O 線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個 DS18B20 傳感器，組成多點(diǎn)測溫系統(tǒng)。 XVIII 圖 外部電源供電方式 圖 外部供電方式的多點(diǎn)測溫電路圖 外部電源供電方式是 DS18B20 最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠 的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮 DS18B20 寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓 VCC 降到 3V 時，依然能夠保證溫度量精度。INTEL 的 MCS51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16 位的 MCS96 系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 圖 STC89C52 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 STC89C52 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明： （ 1） 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度 的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個 XX 單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 （ 3） 程序存儲器 (ROM)： STC89C52 共有 8192 個 8 位 Flash ROM，用于存放用戶程 序，原始數(shù)據(jù)或表格。 （ 5） 并行輸入輸出 (I/O)口： STC89C52 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 （ 7） 中斷系統(tǒng)： STC89C52 具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和 一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級的優(yōu)先級別選擇。 圖 STC89C52 的時鐘電路 的引腳 STC89C52 采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40 個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根， 4 組 8 位共 32 個 I/O 口，中斷口線與 P3 口線 復(fù)用。初始化后，程序計數(shù)器 PC 指向 0000H， P0P3 輸出口全部為高電平，堆棧指 針 寫入 07H，其它專用寄存器被清 “ 0” 。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài) 。此外， RESET/Vpd 還是一復(fù)用腳， Vcc 掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。而訪問 內(nèi)部程序存儲器時， ALE 端將有一個 1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個時鐘向外輸出。 如果單片機(jī)是 EPROM，在編程其間， PROG 將用于輸入編程脈沖。 Pin31:EA/Vpp 程序存儲器的內(nèi)外部選通線， STC89C52 單片機(jī)，內(nèi)置有 8kB 的程序存儲器，當(dāng) EA 為高電平并且程序地址小于 8kB 時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過 8kB 地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。 本設(shè)計采用 RS232C 串行通信方式?，F(xiàn)在，計算機(jī)上的串行通信端口（ RS232C）是標(biāo)準(zhǔn)配置端口，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，計算機(jī)上一般都有1～ 2 個標(biāo)準(zhǔn) RS232C 串口，即通道 COM1 和 COM2。在不使用調(diào)制解調(diào)器（ MODEM）時， RS232C 能夠可靠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笸ㄐ啪嚯x為15 米。 RS232C 規(guī)定的邏輯電平與一般微處理器、 單片機(jī)的邏輯電平是不同的，邏輯 1(MARK) ＝ 3V～ 15V，邏輯 0(SPACE) ＝ ＋ 3～＋ 15V。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的方法可以使用分立元件，也可以使用專用RS232C 電平轉(zhuǎn)換芯片。 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片特點(diǎn) 本設(shè)計就是利用 MAXIM公司的單電源芯片 MAX232來完成單片機(jī)TTL 到 RS232C 電平的轉(zhuǎn)換。它符合所有的 RS232C 技術(shù)規(guī)范，只要單一 +5V 電源供電；片載電荷泵，具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓 V+、 V ；低功耗，典型供電電流 5mA；內(nèi)部集成 2 個 RS232C 驅(qū) XXIV 動器，內(nèi)部集成 2 個 RS232C 接收器。 MAX232 的引腳排列及功能描述見表 （摘錄自 MAX232 官方數(shù)據(jù)手冊） 表 MAX232 的引腳 功能 腳號 引腳名稱 引腳功能描述 腳號 引腳名稱 引腳功能描述 1 C1+ 泵電容 1 正極 9 R2OUT 第二組TTL/CMOS 電平輸出 2 V+ 正電源濾波 10 T2IN 第二組TTL/CMOS 電平輸入 3 C1 泵電容 1 負(fù)極 11 T1IN 第一組TTL/CMOS 電平輸入 4 C2+ 泵電容 2 正極 12 R1OUT 第一組TTL/CMOS 電平輸出 5 C2 泵電 容 2 負(fù)極 13 R1IN 第一組 RS232電平輸入 XXV6 V 負(fù)電源濾波 14 T1OUT 第一組 RS232電平輸出 7 T2OUT 第二組RS232 電平輸出 15 GND 地 8 R2IN 第二組RS232 電平輸入 16 VCC 電源 +5V 圖 MAX232引腳 排列 單片機(jī)與 PC 間通信接口電路設(shè)計 根據(jù) 設(shè)計 的需要，設(shè)計單片機(jī)與 PC 間通信接口電路如圖 17 示。 LED指示燈如下圖所示。 其中溫度采集又是由單總線協(xié)議和注冊碼組成的，因此，軟件設(shè)計主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn) 1Wire總線協(xié)議。 完成這個功能的代碼如下： /************************************************************ *Function:18B20初始化 *parameter: *Return: *Modify: *************************************************************/ void Init18b20 (void) { dq=1。 dq=0。 //delay 530 uS 主機(jī)發(fā)出復(fù)位脈沖 XXVIII _nop_()。 TempDelay(14)。 _nop_()。 if(dq==0) //檢測從屬器件送出存在脈沖 flag = 1。 //detect 1820 fail! TempDelay(20)。 _nop_()。 } ROM 操作命令 一旦總線主機(jī)檢測到從屬器件的存在它便可以發(fā)出器件 ROM 操作命令之一所有 ROM 操作命令均為 8 位長， ROM操作命令由 1Wire的單字節(jié)讀寫命令完成。 for (i=0。i++) { dq = 0。 dq=wramp。 TempDelay(5)。 _nop_()。 wr = 1。 for(i=0。i++) { dq = 0。 dq = 1。 TempDelay (4)。 } return(u)。 XXXII for(i=0。i++) crc_data = CrcTable[crc_data^temp_buff[i]]。 } /************************************************************ *Function:讀取溫度 *parameter: *Return: *Modify: *************************************************************/ void GemTemp (void) { read_bytes (9)。 // Temperature *= 。 Temperature /= 16。 } } /************************************************************ *Function:讀 18B20ID XXXIII *parameter: *Return: *Modify: *************************************************************/ void ReadID (void)/*讀取器件 id*/ { Init18b20()。 //read rom read_bytes(8)。 ReadID()。 WriteByte(0xcc)。 //Temperature convert XXXIV Init18b20 ()。 //skip rom WriteByte(0xbe)。 GemTemp()。 1Wire CRC 校驗處理 DS1820有一包括 64位 ROM 的最高有效字節(jié)內(nèi)的 8位 CRC，總線上的主機(jī)可以根據(jù) 64位 ROM的前 56位計算 CRC的值并把它與存貯在 DS1820內(nèi)的值進(jìn)行比較以決定 ROM的數(shù)據(jù)是否已被主機(jī)正確地接收， CRC的等效多項式函數(shù)為 CRC=X8+X5+X4+1。 總線 CRC可以使用如圖 所示由一個移位寄存器和異或 XOR 門組成的多項式產(chǎn)生器來產(chǎn)生。當(dāng)產(chǎn)品系列編碼的 8 位移入以后，接著移入序列號，在序列號的第 48 位進(jìn)入之后，移位寄存器便包含了 CRC 值，移入 CRC 的 8 位應(yīng)該使移位寄存器返回至全零。 uchar code CrcTable [256]={ 0, 94, 188, 226, 97, 63, 221, 131, 194, 156, 126, 32, 163, 253, 31, 65, 157, 195, 33, 127, 252, 162, 64, 30, 95, 1, 227, 189, 62, 96, 130, 220, 35, 125, 159, 193, 66, 28, 254, 160, 225, 191, 93, 3, 128, 222, 60, 98, 190, 224, 2, 92, 223, 129, 99, 61, 124, 34, 192, 158, 29, 67, 161, 255, 70, 24, 250, 164, 39, 121, 155, 197, 132, 218, 56, 102, 229, 187, 89, 7, 219, 133, 103, 57, 186, 228, 6, 88, 25, 71, 165, 251, 120, 38, 196, 154, 101, 59, 217, 135, 4, 90, 184, 230, 167, 249, 27, 69, 198, 152, 122, 36, 248, 166, 68, 26, 153, 199, 37, 123, 58, 100, 134, 216, 91, 5, 231, 185, 140, 210, 48, 110, 237, 179, 81, 15, 78, 16, 242, 172, 47, 113, 147, 205, 17, 79, 173, 243, 112, 46, 204, 146, 211, 141, 111, 49, 178, 236, 14, 80, 175, 241, 19, 77, 206, 144, 114, 44, 109, 51, 209, 143, 12, 82, 176, 238, 50, 108, 142, 208, 83, 13, 239, 177, 240, 174, 76, 18, 145, 207, 45, 115, 202, 148, 118, 40, 171, 245