基于c51單片機,ds18b20溫度計的設計與實現范文模板參考資料-文庫吧

【正文】 沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態 ALE 禁止，置位無效。 PSEN： 外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現。 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 7 EA/VPP： 當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當/EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1： 反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2： 來自反向振蕩器的 輸出。 顯示器 顯示電路采用 3位共陽 LED 數碼管，利用動態掃描方式，從 P0 口輸出段碼，P2口的 、 、 輸出位碼。 （ 1） LED 數碼有共陽和共陰兩種，把這些 LED 發光二極管的正極接到一塊（一般是拼成一個 8 字加一個小數點）而作為一個引腳， 為 共陽 管。如下圖 、 所示： 圖 圖 溫度傳感器 DS18B20 溫度傳感器是 采用美 國 DALLAS 公司生產的 DS18B20 可組網數字溫度傳感器芯片，經焊接，外加不銹鋼保護管封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設備數字測溫和控制領域 ,并且可根據實際要求通過簡單的編程實現 9～ 12位的數字值讀數方式。 ① :：技術性能描述 * 獨特的單線接口方式， DS1820 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與 DS1820 的雙向通訊 ,在使用中不需要任何外圍元件。 * 測溫范圍 － 55℃ ～＋ 125℃ ，固有測溫分辨率 ℃ 。 * 支持多點組網功能，多個 DS1820 可以并聯在唯一的三線上，實現多點測溫。 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 8 * 工作電源 : 3~5V/DC * 測量結果以 9 位數字量方式串行傳送。 * 不銹鋼保護管直徑 Φ6 * 適用于 1/2”, 3/4”, 1”, DN40~DN250 各種介質工業管道和狹小空間設備測溫 ② ：應用范圍 * 該產品適用于冷凍庫，糧倉，儲罐，電訊機房，電力機房，電纜線槽等測溫和控制領域 * 軸瓦，缸體，紡機，空調，等狹小空間工業設備測溫和控制。 * 汽車空調、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。 * 供熱 /制冷管道熱量計量，中 央空調分戶熱能計量和工業領域測溫和控制 ③ .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行通信； *多個 DS18B20 可以并聯在惟一的三線上，實現多點組網功能； *無須外部器件； *可 通過數據線供電，電壓范圍為 ~； *零待機功耗； *溫度以 9 或 12 位數字； *用戶可定義報警設置； *報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； *負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20 采用 3 腳 PR－ 35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內部結構框圖如圖 所示。 I/O C 64 位 ROM 單 線 接 口 高速緩存 存儲器與控制邏 輯 溫度傳感器 高溫觸發器 TH 低溫觸發器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發生器 Vdd 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 9 圖 DS18B20 內部結構 DS18B20 內部結構主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發的 溫度報警觸發器 TH 和 TL、配置寄存器。 DS18B20 的管腳排列如圖 所示 : 圖 DS18B20溫度傳感器的內部存儲器還包括一個高速暫存 RAM和一個非易失性的可電擦除的 EERAM。高速暫存 RAM 的結構為 8 字節的存儲器，結構如圖 所示。頭 2個字節包含測得的溫度信息，第 3和第 4字節 TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復位時被刷新。第 5個字節，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數字轉換分辨率。 DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數值。該字節各位的定義如圖 所示。低 5 位一直為 1， TM 是工作模式位，用于設置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式， DS18B20 出廠時該位被設置為 0，用戶要去改動， R1 和 R0 決定溫度轉換的精度位 數，來設置分辨率。 由表 可見， DS18B20 溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數據轉換時間越長。因此，在實際 應用 中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。 表 DS18B20 溫度轉換時間表 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 10 高速暫存 RAM 的第 8 字節保留未用，表現為全邏輯 1。第 9 字節讀出前面所有 8字節的 CRC 碼，可用來檢驗數據，從而保證通信數據的正確性。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。轉換完成后的溫度值就以 16 位帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 2字節。單片機可以通過單線接口讀出該數據，讀數據時低位在先，高位在后，數據格式以℃／ LSB 式表示。 當符號位 S＝ 0 時，表示測得的溫度值為正值，可以直接將二進制位轉換為十進制；當符號位 S＝ 1 時，表示測得的溫度值為負值，要先將補碼變成原碼，再計算十進制數值。表 2 是一部分溫度值對應的二進制溫度數據。 DS18B20 完成溫度轉換后，就把測得的溫度值與 RAM 中的 TH、 TL 字節內容作 比較。若 T＞ TH 或 T＜ TL，則將該器件內的報警標志位置位，并對主機發出的報警搜索命令做出響應。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。 在 64 位 ROM 的最高有效字節中存儲有循環冗余檢驗碼（ CRC）。主機 ROM 的前 56 位來計算 CRC 值，并和存入 DS18B20 的 CRC 值作比較，以判斷主機收到的ROM 數據是否正確。 另外，由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，它有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統對 DS18B20 的各種操作按協議進行。操作協議為：初使化 DS18B20（發復位脈沖）→發 ROM 功能命令→發存儲器操作命令→處理數據。分別說明如下： (1)初始化 單總線的所有處理均從初始化開始。初始化過程是主機通過向作為從機的 DS18B20 芯片發一個有時間寬度要求的初始化脈沖實現的。初始化后，才可進行讀寫操作。 (2) ROM 操作命令 總線主機檢測到 DS18B20 的存在 便可以發出 ROM 操作命令之一 這些命令表 ： 表 ROM操作命令 R1 R0 分辨率 /位 溫度最大轉換時間 /MS 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 指 令 代 碼 Read ROM(讀 ROM) [33H] 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 11 (3)存儲器操作 命令如表 ： 表 存儲器操作命令 (4)時序 主機使用時間隙(time slots)來讀寫 DS18B20的數據位和寫命令字的位 ①初始化 圖 初始化時序 時序見圖 ，主機總線 to 時刻發送一復位脈沖 (最短為 480us 的低電平信號 )，接著在 tl 時刻釋放 總線 并進入接收狀態。 DS18B20 在檢測到總線的上升沿之后等待 1560us，接著 DS18B20 在 t2時刻發出存在脈沖 (低電平 持續 60240 us)。如圖中虛線所示： ② 寫時間隙 Match ROM(匹配 ROM) [55H] Skip ROM(跳過 ROM] [CCH] Search ROM(搜索 ROM) [F0H] Alarm search(告警搜索 ) [ECH] 指令 代碼 Write Scratchpad(寫暫存存儲器 ) [4EH] Read Scratchpad(讀暫存存儲器 ) [BEH] Copy Scratchpad(復制暫存存儲器 ) [48H] Convert Temperature(溫度變換 ) [44H] Recall EPROM(重新調出 ) [B8H] Read Power supply(讀電源 ) [B4H] 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文）