【正文】 第 4 章 系統(tǒng)設(shè)計 12 (7)DS18B20 在 設(shè)計 中不需要 別 圍元件，全部 的 傳感元件 跟 轉(zhuǎn)換電路 都集成到 在 于 一只三極管的集成電路 中 ； (8) DS18B20 的負(fù)特點：電源極性反向，該芯片將不會 因為過熱而報廢 ，但不能繼續(xù)工作 。 二 .DS18B20 溫度傳感器 的 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 他的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 引腳 說明 ： DS18B20 的 3 引腳封裝，如圖 所示。DQ為數(shù)字信號輸入 /輸出端 。 圖 DS18B20 封裝 三 ． DS18B20 控制接口介紹 1．溫度傳感器 DS18B20 通上電 以后 ，處 于 空閑 的 狀態(tài)，要啟動 模板 和 溫度 檢 測 ，處理器準(zhǔn)備 向 他輸出 Convert T[44h] 命令，轉(zhuǎn)換后返回到空閑狀 態(tài) DS18B20 的溫度數(shù)據(jù)為 16 位 補(bǔ)碼的東北大學(xué)東軟信息 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 章 系統(tǒng)設(shè)計 13 形式 存儲到溫度寄存器 中 ，如 表 4,1 所示。 ROM 中 64 位序列碼 的排列 分別是：前面的 8 個是產(chǎn)品 樣品的標(biāo)記，然后 下來的 48 位是 DS18B20 自己 的序列號，最后面的 8 個 數(shù)是之前 56 位的循環(huán)的驗證碼 。 表 中符 號位表面溫度是負(fù)值或是正值，負(fù) 值時 S=1，正 值時 S=2，表 舉例了數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)與對應(yīng)溫度。如果輸出 數(shù) 值是 125℃ 轉(zhuǎn)化 07DOH， 的數(shù)字輸出是 0191H， FF6FH 是 ℃ 的數(shù)字輸出，在 55℃ 為 FC9OH 數(shù)字輸出。這個字節(jié)的意義如表 所示，是低五 位 的都是 1，東北大學(xué)東軟信息 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 章 系統(tǒng)設(shè)計 14 而 TM 是測試模式 位，用于設(shè)置在測試模式或工作模式 DS18B20 的。 R=1 和 R=0 用來設(shè)置分辨率 。如果 TTL 或 TTH，那么系統(tǒng)將會允許的報警標(biāo)志位的值，同時警告搜索主機(jī)傳輸命令作出反應(yīng)。如果溫度超過這個極限溫度點，報警主機(jī)可以使用搜索命令被確認(rèn)的報警裝置。 5．高速暫存存儲器 高速緩沖存儲器 它 是 用 9 個字節(jié) 組成的 ，功能分配如表 所示 。前 6 個字節(jié)不使用，整個邏輯 1 的表現(xiàn)， 剩余的字節(jié)數(shù)是 8 分別是技術(shù)剩余值跟每度得計數(shù)值 ，前 9 個字節(jié)用來讀取應(yīng) 所有 8 個字節(jié)的 CERC 代碼，以便使用它以確保通信是正確的性 。復(fù)位 應(yīng)該 主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 到 500μ s，之后釋放 當(dāng) 傳感器 收到信號后等 到 16～ 60μ s 左右 時，立即 發(fā)出一個 60～ 240μ s 的快速 的 低脈沖 信號 ，單片機(jī) 收到此信號 后 表示復(fù)位成功。 表 ROM 指令表 RS485 串口通信模塊設(shè)計 單片機(jī)與 ARM 平臺 通過 RS485 串行通信 ， 采用 RS485 最大的好處是它可以一對多點總線互 相 連 接的 功能 ， 它可以連 接一臺主機(jī)和多臺終端同步進(jìn)行 通信 ， 由于它是半雙工的 工作模式 ， 同時只能有一方 進(jìn)行 發(fā)送 ， 一方 負(fù)責(zé) 接收 ， 并且 RS485 串口所采用差動電平接收的方法用于 提高抗干 擾 的 能 力 ， 比較適合在稍惡劣的環(huán)境下正常工作 ，因為在一樣的電纜中受到的干擾都是差不多一樣 的 ， 所以 采用差動方法 就可以 有效的抵消一大部分的干擾 。 在任意時刻 只能將數(shù)據(jù)發(fā)送到一臺機(jī)器。半雙工的傳輸時間的接受和傳輸 有著非常嚴(yán)格的要求。如果想要讓總線上的設(shè)備的正常工作。 (1) 上發(fā)送獨(dú)立的傳輸控制信號的時序控制信號的各種單片機(jī)連接時序要求是完全分開的。總之，發(fā)送和接收控制信號應(yīng)該足夠?qū)?，以確保數(shù)據(jù)的完整性得到一幀數(shù)據(jù) ，任何兩個獨(dú)立 機(jī)器的發(fā)送信號是完全分開的 ，以避免總線爭端。 所以說，假如用一條 線作發(fā)送和接收 的控制信號，就要把 口線反向 的后接到 MAX485 的控制端 ，這樣就可以 使上電時 MAX485 始終 處于接收狀態(tài)。控制信號什么時候是高電平，什么時候是 低電平 ，一般以單片機(jī) 的 TI 信號作為 參考。在 接收時檢測是否建立RI，當(dāng) RI 為高電平 之后，接收結(jié)束，之后 可以轉(zhuǎn)為發(fā)送。 開 始R S 4 8 5 通 信D S 1 8 B 2 0 初 始 化數(shù) 據(jù) 采 集L E D 顯 示R S 4 8 5 通 信退 出NYYN 圖 系統(tǒng)流程圖 RS485 串口通信 主要 程序 RS485 通信節(jié)點 的程序大致可歸類 為 六 個重要部 分，他們分別是 預(yù)定義部分、初始 部分、 設(shè)備狀態(tài)檢測部分、 主程序部分、幀接收部分和發(fā)送部分。 主程序部分 可以 接收命令幀，同時根據(jù)命令的內(nèi)容發(fā)出 相應(yīng)的回應(yīng) 。 開 始設(shè) 置 各 項 參 數(shù)等 待 接 受 溫 度 命 令是 否 接 到 溫 度 數(shù) 據(jù)溫 度 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 傳 送是 否 接 到 溫 度 數(shù) 據(jù)NY終 止YN 圖 串口部分流程圖 為 縮減不必要的篇幅，在這只給出主程序部分一些 代碼。type)==0) //發(fā)生 錯誤或幀地址與本機(jī) //地址不符 時 ，丟棄當(dāng)前幀 然 后返回 continue。//發(fā)送應(yīng)答信息 break。 send_data(__STATUS_， len， dbuf)。 default: break。 二 . ROM 操作命令 在這個畢業(yè)設(shè)計中我們 跳過 ROM 序列號檢測命令。 所以在就有一個溫度傳感器的情況下 ，在每次輸入指令之前都 可 以使用這個命令來節(jié)約運(yùn)算 時間 。復(fù)位信號發(fā)出前，完成這三個字節(jié)。其次是復(fù)制（ 48H），使用這個命令來注冊的內(nèi)存溫度 2 至 4 個字節(jié)傳感器設(shè)計 EEROM，當(dāng)主機(jī)發(fā)出命令后 實施溫度轉(zhuǎn)換 ，如果在進(jìn)程轉(zhuǎn)儲則結(jié)果為 0 如果轉(zhuǎn)儲結(jié)束，結(jié)果是 1。 這時DS18B20 的空閑狀態(tài) 。 DS18B20 溫 度傳感器 主要 程序 DS18B20 使用的關(guān)鍵 是首先 清楚總線的讀寫 的 時序。具體的 操作如 下：對溫度傳感器操作時，首先要把他復(fù)位。 圖 DS18B20 初始化時序 bit DS18B20_Reset(void) { unsigned char x=1。 //DQ 先置高 DS18B20_delay(15)。 //發(fā)送復(fù)位脈沖 DS18B20_delay(500)。 //拉高數(shù)據(jù)線 DS18B20_delay(70)。 //x=0 初始化成功 x=1 失敗 DS18B20_delay(15)。 } 在溫度傳感器中，寫操作是指把 數(shù)據(jù)線 要從高電平拉到 低電平，產(chǎn)生寫起始 的 信號。然后再開始另一個寫周期前，必須在 1μ s 以上的高電平恢復(fù)期。 圖 DS18B20 寫時序 void DS18B20_Write(unsigned char mand) { unsigned char i。i0。 if((mand amp。 DQ=1。 } else { DQ=1。 } mand=_cror_(mand， 1)。從主機(jī)將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平起 15μ s 東北大學(xué)東軟信息 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 章 系統(tǒng)實現(xiàn) 22 到 60μ s 之間 ，主機(jī)讀取數(shù)據(jù)。周期之間必須有 1μ s 以上的高電平恢復(fù)期。 unsigned char temp。 for(i=8。i) { temp=_cror_(temp， 1)。 _nop_()。 DQ=1。 _nop_()。 } else { temp=temp | 0x00。 } return(temp)。它在軟件的整個生存期中占據(jù)重要的位置，對軟件可靠性保證具有極其重要的意義。 測試方案及測試用例 電源監(jiān) 測 方案：將電源通電， 在系統(tǒng)中 單片機(jī)在 周期內(nèi)為芯片提供正脈沖， 芯片輸出信號保持高電平， 整個系統(tǒng)工作正常。 LED 檢測 方案： MAX7219 是一款串行共陰極數(shù)碼管動 態(tài)顯示驅(qū)動芯片，僅使用 3 線串行接口傳送數(shù)據(jù)，可直接與單片機(jī)接口，可以方便的修改內(nèi)部參數(shù)以實現(xiàn)多位 LED 顯示。 在代碼中可 對芯片進(jìn)行初始化后 直接向 MAX7219 寫入 數(shù)據(jù) ，觀察 8 個 LED 的工作情況， 寫入數(shù)據(jù)與LED 輸出顯示的數(shù)據(jù)一致，則 表明電路沒有問題。用溫度傳感器采集溫度在 LED 顯示同時將采集的溫度通過 RS485 傳送到基于 ARM 的顯示屏進(jìn)行比對。如果有部分模塊的功能不能實現(xiàn)，可以重復(fù) 上述的調(diào)試步驟查明原因，此時的原因基本上可以判斷為是代碼的問題，需仔細(xì)檢查代碼。上位機(jī)軟件利用 ARM 進(jìn)行開發(fā) ， 擴(kuò)展方便靈活。 在 畢業(yè)設(shè)計選材 ， 都是 按 照各個要求的，從單片機(jī)、傳感器等都自己去電子城里通精心挑選最好的產(chǎn)品，在滿足畢業(yè)設(shè)計需求的前提下，盡可能的去 選擇造價較低的元件，最大限度地節(jié)約了本次設(shè)計 的成本。 通過本次設(shè)計使我 更 能直觀的了解單片機(jī)及 RS485 串口通信的實用價值，從而大大增加學(xué)習(xí)興趣，在今后的工作中有個非常重要的意義