【正文】 ⑴單片機通過 單總線采集 18B20 溫度 數(shù)據(jù) ； ⑵將采集到的數(shù)據(jù)顯示在 4 位 LED 數(shù)碼管或 LCD 液晶 顯示器 上； (3)注冊 Yeelink 物聯(lián)網(wǎng) 賬號 ，獲取 key，下載串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件； (4)通過 串口將采集到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到串口轉(zhuǎn)發(fā)軟件 ， 由后者發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 信息工程學(xué)院實訓(xùn)報告 II 摘 要 隨著網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，許多新興產(chǎn)業(yè)隨之產(chǎn)生并蓬勃興起，正是在這種浪潮下Yeelink 物聯(lián)網(wǎng)平臺 應(yīng)運而生。使得硬件和制造業(yè)者能夠在不關(guān)心服務(wù)器實現(xiàn)細(xì)節(jié)和運維的情況下，擁有交付物聯(lián)網(wǎng)化的電子產(chǎn)品的能力。簡單地說，就是可以把你采集到的數(shù)據(jù)提交到 Yeelink，同時 Yeelink 會以一定的形式展現(xiàn)出來。 本次實訓(xùn)內(nèi)容便是通過數(shù)字溫度傳感器將實時采集的溫度顯示在數(shù)碼管上，并 通過串口將 其 發(fā)送到 PC 機， PC 機 通過 yeelink 串口轉(zhuǎn)發(fā)工具發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)。而熱電偶和熱電阻測出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持。 本數(shù)字溫度計設(shè)計采用美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器 DS18B20作為檢測元件，測溫范圍為 55~125℃，最高分辨率可達(dá) ℃。 按照系統(tǒng)功能設(shè)計的要求，確定系統(tǒng)有三個模塊組成：主控制器，測溫電路和顯示電路。溫度傳感器要求讓它們能夠?qū)崿F(xiàn)外用鍵盤能夠調(diào)試，更改和控制的功能。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 信息工程學(xué)院實訓(xùn)報告 3 主控制器 顯示電路 顯示電路采用 3位共陽 LED數(shù)碼管，從 P3口 RXD,TXD串口輸出段碼。 DS18B20的性能特點如下： ●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信； ●多個 DS18B20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； ●無須外部器件； ●可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ~； ●零待機功耗； ●溫度以９或１２位數(shù)字； ●用戶可定義報警設(shè)置； ●報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； ●負(fù)電 壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20采用３腳 PR－ 35封裝或８腳 SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 2所示。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警上下限。高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為８字節(jié)的存儲器，結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。第５個字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。該字節(jié)各位的定義如圖 3 所示。 溫度 LSB I/O C 64 位 ROM 和 單 線 接 口 高 速 緩 存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置 寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 信息工程學(xué)院實訓(xùn)報告 5 TM R1 1R0 1 1 1 1 .... 圖 3 DS18B20字節(jié)定義 由表 1 可見， DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長。 高速暫存ＲＡＭ的第６、７、８字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯１。 當(dāng) DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB形式表示。表 2 是一部分溫度值對應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。若Ｔ＞ TH或 T＜ TL，則將該器件內(nèi)的報警標(biāo)志位置位，并對主機發(fā)出的報警搜索命令作出響應(yīng)。 在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中存儲有循環(huán)冗余檢驗碼（ CRC）。 DS18B20 的測溫原理是這這樣的 ,器件中低溫度系數(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 隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器２的脈沖輸入。計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振溫度 MSB TH用戶字節(jié) 1 TL用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 信息工程學(xué)院實訓(xùn)報告 6 蕩器來決定，每次測量前，首先將－ 55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器１、溫度寄存器中，計數(shù)器１和溫度寄存器被預(yù)置在－ 55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大致被測溫度值。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。 D S 18 B 20 D S 18 B 20 D S 18 B 20 KGN D GN D GN DVC CVC C單 片機.... 圖 4 DS18B20與單片機的接口電路 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 信息工程學(xué)院實訓(xùn)報告 7 DS18B20 溫度傳感器與單片機的接口電路 DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20 的 1 腳接地， 2 腳作為信號線， 3 腳接電源。 當(dāng) DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。其中有 8 只按鍵還可以作為功能鍵使用，就像電腦鍵盤上的 Ctrl、Shift、 Alt 鍵一樣。采用 I2C 總線方式，與微控制器的接口僅需兩根信號線。 引腳說明如下圖： ZLG7290 使用說明 ZLG7290B 是基于 I2C 總線接口的芯片。具體連接如下： ZLG7290B ADUC831 GND DGND SDA MOSI SCL SCLOCK /INT INT0 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 信息工程學(xué)院實訓(xùn)報告 8 VCC DVDD 但是，這種連接不是唯一的，只是在所寫 的軟件里需要這樣連接。地（ GND）和電源（ VCC）也可以另外從電源上接過來。 編譯軟件使用的是 WSD，這個軟件主要是用于 AD系列芯片的。 ZLG7290 工作原理 ZLG7290 的核心是一塊 ZLG7290B 芯片，它采用 I2C 接口，能直接驅(qū)動 8 位共陰式數(shù)碼管，同時可掃描管理多達(dá) 64 只按鍵，實現(xiàn)人機對話的功能資源十分豐富。此外， ZLG7290B 的電路簡單，使用也很方便。正常情況下，微控制器只需要判斷 INT 引腳就可以得到鍵盤輸入的信息。其一是中斷方式，該方式的優(yōu)點是抗干擾能力強，缺點是要占用微控制器的一個外部中斷源。 系統(tǒng)構(gòu)成框圖 系統(tǒng)原理介紹 數(shù)字溫度計系統(tǒng)構(gòu)成框圖中 DS18B20 溫度傳感器主要用于采集溫度； ZLG7290 按鍵電路用于控制和調(diào)節(jié)時間，數(shù)碼管用于時間顯示便于讀數(shù)，蜂鳴器用于報警鬧鈴。這樣可以在一秒之內(nèi)測量一次被測溫度，其程序流程見圖 主程序流程圖 讀溫度流程圖 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S 到？ 初次上電 讀出溫度值溫度計算處理顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 N Y N Y Y 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗 9 字節(jié)完？ CRC 校驗正？確？ 移入溫度暫存器 結(jié)束 N N Y 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 信息工程學(xué)院實訓(xùn)報告 10 軟件 程序 程序 清單及注釋 include include define zlg7290 0x70 /*ZLG7290的 IIC地址 */ define uchar unsigned char /*宏定義 */ define uint unsigned int define _Nop() _nop_() /*定義空指令 */ uchar disp_buf[8]={0,0,0,0,0,0,0,0}。/*存放溫度的數(shù)組 */ uchar code sampling[]={0,20,29,38,47,56}。 /*模擬 I2C數(shù)據(jù)傳送位 */ sbit SCL=P1^6。 /*18B20數(shù)據(jù)線引腳 */ sbit KEY_INT=P3^2。 bit ack。 uchar t1。 uchar 1=1。 uchar change_disp=0。 /*發(fā)送起始條件的數(shù)據(jù)信號 */ _Nop()。 _Nop()。 _Nop()。 _Nop()。 /*發(fā)送起始信號 */ _Nop()。 _Nop()。 _Nop()。 /*鉗住 I2C總線，準(zhǔn)備發(fā)送或接收數(shù)據(jù) */ _Nop()。 } /******************************************************************* 結(jié)束 IIC總線函數(shù) ********************************************************************/ void Stop_I2c() { SDA=0。 /*發(fā)送結(jié)束條件的時鐘信號 */ SCL=1。 _Nop()。 _Nop()。 SDA=1。 _Nop()。 _Nop()。 for(BitCnt=0。BitCnt++) /*要傳送的數(shù)據(jù)長度為 8位 */ { if((cBitCnt)amp。 /*判斷發(fā)送位 */ else SDA=0。 SCL=1。 _Nop()。 _Nop()。 SCL=0。 _Nop()。 /*8位發(fā)送完后釋放數(shù)據(jù)線，準(zhǔn)備接收應(yīng)答位 */ _Nop()。 SCL=1。 _Nop()。 if(SDA==1)ack=0。 /*判斷是否接收到應(yīng)答信號 */ SCL=0。 _Nop()。 uchar BitCnt。 SDA=1。BitCnt8。