【正文】 的 世界上第一 種單 總線接口的溫度傳感器，在其內(nèi)部使用了在板（ ONBOARD）專利技術。全部傳感元件及轉換電路集成在形如一只三級管的集成電路內(nèi)。 DS18B20 相對于傳統(tǒng)的溫度傳感器 具有性能 好 、微型化、 微 功耗、 穩(wěn)定性 強等 優(yōu)勢 ， 尤其適用于多點溫度的測量。 DS18B20 擁有 9～ 12 位測溫分辨率，精度為 ℃ 。 DS18B20可直接將溫度轉化成串行數(shù)字信號，因此特別適合和單片機配合使用，直接讀取溫度數(shù)據(jù)。 DS18B20 溫度與數(shù)字對應表如表 2 所示。目前 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器廣泛應用于糧庫、恒溫室、計算機機房溫度監(jiān)控及其他各種溫度測控系統(tǒng)中 。如下表 DS18B20 溫度于數(shù)字對應表。 DS18B20 可編程溫度傳感器采用 3 腳 PR35 封裝，其中 GND 為接地線，DQ 為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過一個較小阻值的上拉電阻與單片機相連。 VCC 為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍可為 ～ ，本 設計 使用 的是 外部電源供電。 11 表 DS18B20 溫度與數(shù)字對應表 DS18B20 的引腳圖和封裝如圖 所示 。 圖 DS18B20 的引腳圖和封裝 DS18B20 的引腳介紹 DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸 出 端 。開漏單總線接口引腳。在寄生電源中，也可以向器件提供電源。 GND： 為 接 地 。 VDD： 外接供電電源輸入端 ， 在寄生電源接線方式時 此引腳必須 接地 。 DS18B20 的主要特性 ： ? 一個端口引腳 便可實現(xiàn)通訊。 ? 每個 DS18B20 器件有 對應且 唯一的 64 位的序列號 。 ? 不需任何其他外部原器件就可以單獨實現(xiàn)多點測溫。 ? 可 以 通過數(shù)據(jù)線供電 ， 供電范圍為 ～ ， 測溫 的 范圍為 55～＋125℃ （－ 67～＋ 257℉ ）， 當 － 10～＋ 85℃ 范圍內(nèi)精確度為 177。5 ℃。 溫度 ℃ 二進制數(shù)據(jù)輸出 十六進制數(shù)據(jù)輸出 +125 0000 0111 1101 0000 07D0h +85 0000 0101 0101 0000 0550h + 0000 0001 1001 0001 0191h + 0000 0000 1010 0010 00A2h + 0000 0000 0000 1000 0008h 0 0000 0000 0000 0000 0000h 1111 1111 1111 1000 FFF8h 1111 1111 0101 1110 FF5Eh 1111 1110 0110 1111 FE6Eh 55 1111 1100 1001 0000 FC90h DALLAS 18B20 1 2 3 G ND DG Vcc 1 2 3 TO92 DS18B20 12 ? 可編程為 9 位～ 12 位 A/D 轉換精度。 ? 用戶可定義的非易失性溫度 告 警設置 ，告 警搜索命令識別并標志超 過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件 。可 應用 在 溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、溫度計或 著其他溫度感知測量 系統(tǒng) 。 DS18B20 內(nèi)部結構主要由四部分組成 分別為 ： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL兩種寄存器 、配置寄存器。 DS18B20的內(nèi)部結構如圖 所示 。 圖 DS18B20 的內(nèi)部結構框圖 DS18B20 僅僅 使用一根單線端口進行通訊。在單線端口的條件下， 首先要建立 ROM 協(xié)議，才能進行存儲和控制操作。光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前就被光刻好的，是 DS18B20 的地址序列號，使每個 DS18B20 都有各不相同，這樣就可以在一根總線上掛多個 DS18B20 了。其中的溫度傳感器完成對溫度的測量。內(nèi)部的存儲器，包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH， TL 和結構寄存器。配置存儲器則主要用來設置它的工作模式和分辨率。 測溫原理如圖 所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器 1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的 脈沖輸入。計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預置在－ 55℃ 所對應的一個基數(shù)值。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)，當計數(shù)器 1 的預置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器1 的預置將重新被裝入，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。圖 中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器 1 的預置值。 64位 ROM 單總線接口 存儲器和控制邏輯 緩 存 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 低溫觸發(fā)器 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 電源檢測 內(nèi)部 Vpp 寄生電源電路 Vpu G G ND DQ V DD 13 圖 DS18B20 的工作原理 LCD 液晶顯示模塊 12864 液晶 [8] 液晶顯示的原理是 在電壓的作用下 使 液晶內(nèi)的有機 化合物的排列發(fā)生偏轉，從而使光的折射角發(fā)生偏轉，造成透射的程度不同，從而使液晶模塊從表面看起來有不同的亮度，所以，液晶必須要在光的照射下才能夠顯示 ， 這一點與發(fā)光二極管從原理上來說是完全不同的。液晶屏顯示模塊與數(shù)碼管相比，它顯得更為專業(yè)、漂亮。隨著科技的發(fā)展，液晶顯示的應用前景將更加廣闊 ，顯示效果也是越來越好 。 液晶顯示屏能讓這些電子設備的顯示更加逼真 ，目前已廣泛應用于電子手 表、復印機、 IC 卡 電話機、電腦 顯示屏 、液晶電視等許多方面 ，尤其是電腦屏幕和液晶電視是最貼近每個人的生活的液晶產(chǎn)品。 TS12864－ 3 液晶顯示是 基于 ST7920 來控制顯示的 ， 該顯示器能夠使用串口和并口兩種接線方式 ， 可以選擇 4 線和 8 線兩種 方式， 有 64 行，每行有 128 個點。 要顯示一個完整是漢字最起碼要在 16*16 的點 陣下才方可完成 ， 換句話說如果你要 顯示一個 完整的 漢字需要 16 行，每行有 16 個點 ， 而顯示一個字符只需要8*8 點陣或者 5*7 點陣 即可 。這樣 的 TS12864－ 3 液晶如果顯示字符的話，每行能顯示 16 個字符 ， 可以顯示 4 行漢字，每 行 最多 能顯示 8 個漢字 這，對于我的設計來說已經(jīng)足夠多了，本設計中只需要 2 行漢字即可。本設計采用的液晶因為是自帶字庫的，所 采用的驅動電路是 ST7290， 對于其驅動大致可以分為：初始化 、 設置起始顯示 、 數(shù)據(jù)輸送幾大塊。初始化主要的就是按照芯片手冊來，因為那些命令語句的內(nèi)存單元都是 固定 的， 需要按照手冊上的命令語句來完成， 不能因為我們自己的 喜好來自己 修改 。其管腳說明如 下 表 所示。 累加器 預置 比較 計數(shù)器 1 低溫系數(shù)晶振 預置 =0 溫度寄存器 計數(shù)器 2 =0 高溫系數(shù)晶振 14 表 液晶 12864 管腳說明 管腳 符號 功能 1 2 3 ， 16， 18 4 5 6 7 8 9 10 11 GND VDD NC RS W / R E DB0～ DB7 PSB RST LED+ LED 接 地 接入 +5V 電源電壓 空 高：數(shù)據(jù) （ 低：指令 ） 高：讀 （ 低：寫 ） 使能端 數(shù)據(jù)線 控制模式 系統(tǒng)復位 背光電源， +5V 背光電源， 0V 12864 液晶的 具體指令介紹 DR 為數(shù)據(jù)寄存器 ： 簡稱 DR，它們負責存儲微機要寫到 CGRAM 或 DDRAM的數(shù)據(jù)，或者存儲 MCU 要從 CGRAM 或 DDRAM 讀出的數(shù)據(jù)。因此，可將 DR視為一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，當 RS 及 R／ W 引腳信號為 1 且 Enable 引腳信號由 1 變?yōu)?0 時，讀取數(shù)據(jù)；當 RS 引腳信號為 1， R／ W 引腳信號為 0 且 Enable 引腳信號由 1 變?yōu)?0 時，存入數(shù)據(jù)。 AC 為地址計數(shù)器 ： 簡稱 AC，負責計數(shù)寫／讀 CGRAM 或 DDRAM 的數(shù)據(jù)地址， AC 依照 MCU 對 LCD 的設置值而自動修改它本身的內(nèi)容。 IR 為指令寄存器 ： 簡稱 IR，負責存儲 MCU 要寫給 LCD 的指令碼，當 RS及 R／ W 引腳信號為 0 且 Enable 引腳信號由 1 變?yōu)?0 時， D0～ D7 引腳上的數(shù)據(jù)便會存入到 IR 寄存器中。 BF 為忙碌信號 ： 簡稱 BF，當 BF 為 1 時，不接收微機送來的數(shù)據(jù)或指令；當 BR 為 0 時，接收外 部數(shù)據(jù)或指令，所以，在寫數(shù)據(jù)或指令到 LCD 之前，必須查看 BF 是否為 0。 只要把數(shù)據(jù)寫到文本顯示 RAM 中， 就能顯示文本內(nèi)容，具體 流程如下： 先設定工作模式 ，接著 信號 的 檢測 ， 再數(shù)據(jù) 的 傳送。 ST7920 的顯示 RAM 中提供了 8 個 乘以 4 行的漢字空間， 當 RAM 進行寫入 顯示在文本時 ， CGROM、 HCGROM 與 CGRAM 的字型 就會顯示出。 ST7920A可以顯示三種字型，分別是 顯示 半寬的 HCGROM 字型、中文 CGRAM 字型 和CGRAM 字型 ， 在 DDRAM 中寫入編碼來進行設定 選擇哪種字型 ，各 個 字型的詳細編碼如下： 半寬字型顯 示 ： 只 將一位字節(jié)寫入 DDRAM 中，編碼范圍為 027FH。 顯示中文字形：將兩字節(jié)編碼寫入 DDRAM， 編碼 范圍為 A1A0H～GB 或編碼 為 A140HD75FH BIG5 的碼 。 顯示 CGRAM 字型： 需 兩個字節(jié)的編碼寫入 DDRAM 中來實現(xiàn) 這種字型 ，總共有四種編碼方式 它們分別是 0000H、 0002H、 0004H、 0006H。 LCD 液晶顯示 器 與單片機連 接基本要注意 以下三點： 15 以 CMOS 芯片 為單片機時 不 需要 電平轉換電路 來轉換 ；若 其單片機 為TTL 芯片則必須配 備 電平轉換電路。 或者 寫控制線 為單選 ， 必須加讀 或者 寫信號轉換電路 （ 對讀、寫控制線分開的單片機 ） 。 模塊確定的編碼地址， 應 選擇 相 對應的譯碼電路。 本設計用的液晶 4 行漢字第一行為溫度，第二行為水位，第三行、第四行空缺，在 GB2312 編碼中查詢“溫度”和“水位”的四個字得到的 16 位編碼分別為： CEC B6C CBAE、 CEBB，每個字的編碼分為高 8 位和低 8 位，寫入時先寫入高 8 位，再寫入低 8位即可。 LCD 液晶顯示電路設計 溫度傳感器上的信號隨顯示溫度的值的變化將其顯示在液晶屏上，如圖， LCD 液晶顯示電 路采用溫度傳感器將傳感器上的信號通過雙機通信傳送給液晶顯示電路，溫度傳感器接受到溫度變化，將信號傳到單片機 端口，單片機將指令給信號發(fā)送到端口 (TXD)，將其置高電平， DS75452 接受到信號，在 3 腳輸出低電平，使光耦導通，輸出的低電平，經(jīng)過非門后，在房間的單片機（ RXD）接受到高電平信號， ， 輸出顯示信號，將溫度傳感器上測得的溫度顯示在 LCD 液晶顯示屏上。 本系統(tǒng)的顯示電路如圖 所示 。 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119VSS202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U1AT89S52123