基于c51單片機,ds18b20溫度計的設計與實現范文模板參考資料-文庫吧資料

　　

【正文】 等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 17 因此發送接口必須是三態的。當 DS18B20處于寫存儲器操作 和溫度 A/D 轉換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，如圖 所示，此時 DS18B20 的 1腳接地， 2 腳作為信號線， 3 腳接電源。這樣構成的最小系統簡單可靠，其特點是沒有外部擴展，有可供用戶使用的大量的 I∕ O線。其中 R1 和 R2 分別選擇200Ω和 1KΩ的電阻，電容器一般選擇 22μ F。最簡單的復位電路如圖 所示。最常用的是在 XTAL1 和 XTAL2 之間接晶體振蕩器與電路構成穩定的自激振蕩器，如圖 電路所示為單片機最常用的時鐘振蕩電路的接法，其中晶振可選用振蕩頻率為 6MHz的石英晶體，電容器一般選擇 30PF左右。由于外部時鐘方式用于多片單片機組成的系統中，所以此處選用內部時鐘方式。單片機內部雖然有振蕩電路，但要形成時鐘，外部還需附加電路。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。在閑置模式下， CPU 停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲字節被重復編程以前，該操作必須被執 行。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 （ 1） 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 的 反向放大器的輸入和輸出。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。 AT89C51是一種帶 4K 字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。 測溫電纜線建議采用屏蔽 4 芯雙絞線 ,其中一對線接地線與信號線 ,另一組接 VCC 和地線 ,屏蔽層在源端單點接地。 (4)在 DS1820 測溫程序設計中 ,向 DS1820 發出溫度轉換命令后 ,程序總要等待 DS1820的返回信號 ,一旦某個 DS1820接觸不好或斷線 ,當程序讀該 DS1820時 ,將沒有返回信號 ,程序進入死循環。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產生畸變造成的。試驗中 ,當采用普通信號電纜傳輸長度超過 50m 時 ,讀取的測溫數據將發生錯誤。當單總線上所掛DS1820 超過 8個時 ,就需要解決微處理器的總線驅動問題 ,這一點在進行多點測溫系統設計時要加以注意。在使用 PL/M、 C等高級語言進行系統程序設計時 ,對 DS1820 操作部分最好采用匯編語言實現。顯然通道數越多，這種省時效應就越明顯。這種方式使其 T 值往往小于傳統方式。 圖 中先有跳過 ROM，即是啟動所有 DS18B20 進行溫度變換，之后通過匹配 ROM 再逐一地讀回每個 DS18B20 的溫度數據。之后的操作就是針對該 DS18B20 的。 圖 讀時序 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 13 DSl820 多路測量簡介 圖 DSl820 原理框圖 每一片 DSl820 在其 ROM 中都存有其唯一的 48 位序列號，出廠前已寫入片內ROM 中，主機在進入操作程序前必須逐一接入 DS18B20 用讀 ROM(33H)命令將該DS18B20 的序列號讀出并登錄。之后在 t1 時刻將總線 拉高，產生讀時間隙，讀時間隙在 t1 時刻后 t 2 時刻前有效， t 2 距 to 為 15us。連續寫 2 位間的間隙應大于 1us。見圖 。從 to 時刻開始 15us 之內應將所需寫的位送到總線上， DSl820 在 t o 后1560us 間對總線采樣。 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)。初始化后，才可進行讀寫操作。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。系統對 DS18B20 的各種操作按協議進行。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。因此，可用多只 DS18B20 同時測量溫度并進行報警搜索。 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。 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。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。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。因此，在實際 應用 中要將分辨率和轉換時間權衡考慮。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。 DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉換為相應精度的溫度數值。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。 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。 * 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。 * 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。 * 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。 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。 （ 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。 XTAL2： 來自反向振蕩器的 輸出。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 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。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。如果微處理器在外部執行狀態 ALE 禁止，置位無效。此時， ALE 只有在執行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。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。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/PROG： 當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。 RST： 復位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是 由于上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個 TTL 門電流。在給出地址 “1” 時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。這是由于內部上拉的緣故。 圖 陜西教育學院 高等專科學校畢業設計（論文） 第 頁 6 P2 口： P2 口為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2口被寫 “1” 時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。當 P1 口的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 GND： 接地。 低功耗的閑置和掉電模式 5 個中斷源 32 可編程 I/O 線 三級程序存 儲器鎖定 4K 字節可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環 數據保留時間： 10 年