1、<p>　　多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　1.1  課題背景</b></p><p>　　在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。無(wú)論你生活在哪里，從事什么工作，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在與溫度打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，工業(yè)發(fā)展對(duì)是否能掌握溫度有著絕對(duì)的聯(lián)系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，可以說(shuō)幾乎%80

2、的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。</p><p>　　溫度對(duì)于工業(yè)如此重要，由此推進(jìn)了溫度傳感器的發(fā)展。</p><p>　　傳感器主要大體經(jīng)過(guò)了三個(gè)發(fā)展階段：模擬集成溫度傳感器。該傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。此種傳感器具有功能單一(僅測(cè)量溫度)、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)行非

3、線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。它是目前在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有AD590、AD592、TMP17、LM135等；模擬集成溫度控制器。模擬集成溫度控制器主要包括溫控開關(guān)、可編程溫度控制器，典型產(chǎn)品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增強(qiáng)型集成溫度控制器(例如TC652/653)中還包含了A/D轉(zhuǎn)換器以及固化好的程序，這與智能溫度傳感器有某些相似之處。但它自成系統(tǒng)，工作時(shí)并不受微處理器的控制，這是二者的主要區(qū)別

4、；智能溫度傳感器。能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)是在20世紀(jì)90年代中期問(wèn)世的。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器(或寄存器)和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(R</p><p>　　溫度傳感器的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)后，溫度傳感器正

5、朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。 傳感器在溫度測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。</p><p>　　目前市場(chǎng)主要存在單點(diǎn)和多點(diǎn)兩種溫度測(cè)量?jī)x表。對(duì)于單點(diǎn)溫測(cè)儀表，主要采用傳統(tǒng)的模擬集成溫度傳感器，其中又以熱電阻、熱電偶等傳感器的測(cè)量精度高，測(cè)量范圍大，而得到了普遍的應(yīng)用。此種產(chǎn)品測(cè)溫范圍大都在-200℃~800℃之間，分辨率12位，最

6、小分辨溫度在0.001~0.01之間。自帶LED顯示模塊，顯示4位到16位不等。有的儀表還具有存儲(chǔ)功能，可存儲(chǔ)幾百到幾千組數(shù)據(jù)。該類儀表可很好的滿足單個(gè)用戶單點(diǎn)測(cè)量的需要。多點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x表，相對(duì)與單點(diǎn)的測(cè)量精度有一定的差距，雖然實(shí)現(xiàn)了多路溫度的測(cè)控，但價(jià)格昂貴。</p><p>　　針對(duì)目前市場(chǎng)的現(xiàn)狀，本課題提出了一種可滿足要求、可擴(kuò)展的并且性價(jià)比高的單片機(jī)多路測(cè)溫系統(tǒng)。</p><p>

7、　　1.2本課題研究意義</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，溫度控制在工業(yè)控制、電子測(cè)溫計(jì)、醫(yī)療儀器、家用電器等各種溫度控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，且由過(guò)去的單點(diǎn)測(cè)量向多測(cè)量發(fā)展。目前溫度傳感器有模擬和數(shù)字兩類傳感器，為了克服模擬傳感器與微處理器接口時(shí)需要信號(hào)調(diào)理電路和A／D轉(zhuǎn)換器的弊端，大多數(shù)多點(diǎn)測(cè)溫控制系統(tǒng)采用數(shù)字傳感器，并大大方便了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。比較有代表性的數(shù)字溫度傳感器有DS18B20、MAX65

8、75、DS1722、MAX6635、SMT160-30等。</p><p>　　在傳統(tǒng)的溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就不可避免地遇到諸如引線誤差補(bǔ)償、多點(diǎn)測(cè)量中的切換誤差和信號(hào)調(diào)理電路的誤差等問(wèn)題；而其中某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，就可能造成整個(gè)系統(tǒng)性能的下降。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化正成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公

9、司推出的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，具有獨(dú)特的單總線接口，僅需要占用一個(gè)通用I/0端口即可完成與微處理器的通信；在-10～+85℃ 溫度范圍內(nèi)具有0．5℃ 精度；用戶可編程設(shè)定9～12位的分辨率。以上特性使得DS18B20非常適用于構(gòu)建高精度、多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.3本課題的任務(wù)</b></p><p>　　本課題主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度進(jìn)行多

10、點(diǎn)同時(shí)測(cè)量并準(zhǔn)確顯示。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)控制，要能夠接收傳感器的數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)，可以從鍵盤輸入命令，系統(tǒng)根據(jù)命令，選擇對(duì)應(yīng)的傳感器，并由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)溫度顯示。設(shè)計(jì)一種合理、可行的單片機(jī)監(jiān)控軟件，完成多點(diǎn)測(cè)量和顯示的任務(wù)，并編寫硬件底層驅(qū)動(dòng)程序。</p><p><b>　　1.4系統(tǒng)整體目標(biāo)</b></p><p>　　利用一個(gè)單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠進(jìn)行多點(diǎn)溫度進(jìn)行同時(shí)測(cè)量

11、的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量和進(jìn)行顯示，并且能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r進(jìn)行報(bào)警。</p><p>　　第二章 方案論證比較與選擇</p><p><b>　　2.1 引言</b></p><p>　　溫度測(cè)量的方案有很多種，可以采用傳統(tǒng)的分立式傳感器、模擬集成傳感器以及新興的智能型傳感器。對(duì)于控制系統(tǒng)可以采用計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等。</p

12、><p><b>　　2.2方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.2.1  設(shè)計(jì)方案一</p><p>　　采用模擬分立元件，如電容、電感或晶體管等非線形元件，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度的測(cè)量及顯示，該方案設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單易懂，操作簡(jiǎn)單，且價(jià)格便宜，但采用分立元件分散性大，不便于集成數(shù)字化，而且測(cè)量誤差大。2.2.2 設(shè)計(jì)方案二</p>

13、<p>　　本方案采用AT89C51單片機(jī)為核心，通過(guò)溫度傳感器AD590采集溫度信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大器放大后，送到A/D轉(zhuǎn)換芯片，最終經(jīng)單片機(jī)檢測(cè)處理溫度信號(hào)。 </p><p>　　圖2.1 方案二的框圖</p><p>　　如圖2.1，采用該方案技術(shù)已經(jīng)成熟，AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)較煩瑣，而且使用AD590進(jìn)行溫度檢測(cè)必須對(duì)冷端進(jìn)行補(bǔ)償，以減小誤差。</p>&

14、lt;p><b>　　設(shè)計(jì)方案三</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)運(yùn)用主從分布式思想，由一臺(tái)上位機(jī)（PC微型計(jì)算機(jī)），下位機(jī)（單片機(jī)）多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級(jí)分布式多點(diǎn)溫度測(cè)量的巡回檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用 RS-232串行通訊標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)上位機(jī)（PC）控制下位機(jī)（單片機(jī)）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度采集。溫度值既可以送回主控PC進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由顯示器顯示。也可以由下位機(jī)單獨(dú)工作，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前各點(diǎn)的溫度

15、值，對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行控制。 </p><p>　　下位機(jī)采用的是單片機(jī)基于數(shù)字溫度傳感器DS18B20的系統(tǒng)。DS18B20利用單總線的特點(diǎn)可以方便的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度的測(cè)量，輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的抗干擾性好、設(shè)計(jì)靈活、方便，而且適合于在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。本系統(tǒng)可以應(yīng)用在大型工業(yè)及民用常溫多點(diǎn)監(jiān)測(cè)場(chǎng)合。如糧食倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)、溫控制程生產(chǎn)線之溫度影像檢測(cè)、醫(yī)療與健診的溫度測(cè)試、空調(diào)系統(tǒng)的溫度檢測(cè)、石

16、化、機(jī)械…等。系統(tǒng)框圖如下：</p><p>　　圖2 .2 方案三的系統(tǒng)框圖</p><p>　　2.3 方案的比較與選擇</p><p>　　基于數(shù)字式溫度計(jì)DS18B20的溫度測(cè)量?jī)x的硬軟件開發(fā)過(guò)程，DS18B20將溫度信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了與單片機(jī)的直接接口，從而省去了信號(hào)調(diào)理電路。該儀器電路簡(jiǎn)單、功能可靠、測(cè)量效率高，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)溫度測(cè)量方法

17、的不足。相對(duì)與方案1，在功能、性能、可操作性等方面都有較大的提升。相對(duì)與方案2，硬件電路簡(jiǎn)單，易于操作，具有更高的性價(jià)比，更大的市場(chǎng)。所以我采用方案3完成本設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.4 方案的闡述與論證</p><p>　　方案三以DS18B20為傳感器、AT89C51單片機(jī)為控制核心組成多點(diǎn)溫度測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器電路、鍵盤與顯示電路、串口通信電路等組成部。采用美國(guó)Dalla

18、s半導(dǎo)體公司推出的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器。它具有獨(dú)特的單總線接口，僅需要占用一個(gè)通用I/0端口即可完成與微處理器的通信。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。其可以分別93．75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，最大分辨率為0.0625℃ ， 而且從DS18B20讀出或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫。

19、</p><p>　　它有如下的性能特點(diǎn)：</p><p>　　1)獨(dú)特的單線接口，既可通過(guò)串行口線，也可通過(guò)其它I/O口線與微機(jī)接口，無(wú)需變換其它電路，直接輸出被測(cè)溫度值； </p><p>　　2)多點(diǎn)能力使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)化；</p><p>　　3)不需要外部元件；</p><p>　　4) 既可用數(shù)據(jù)

20、線供電，也可采用外部電源供電；</p><p><b>　　5)不需備份電源；</b></p><p>　　6) 測(cè)量范圍為-55～+125℃ ， 固有測(cè)溫分辨率為0．5℃ ；</p><p>　　7)通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字讀數(shù)方式；</p><p>　　8)用戶可定義非易失性的溫度告警設(shè)置；</p>

21、<p>　　9)警告搜索命令能識(shí)別和尋址溫度在編定的極限之外的器件(溫度警告情況)；</p><p>　　10)應(yīng)用范圍包括恒溫控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)類產(chǎn)品、溫度計(jì)或任何熱敏系統(tǒng)。</p><p>　　以上特性使得DS18B20非常適用于構(gòu)建高精度、多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)。</p><p>　　根據(jù)DS18B20以上的特點(diǎn)我選用方案三來(lái)實(shí)現(xiàn)本課題。</p

22、><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本課題研究的多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)是以單片機(jī)和單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20為核心，充分利用單片機(jī)優(yōu)越的內(nèi)部和外部資源及數(shù)字溫度傳感器DS18B20的優(yōu)越性能構(gòu)成一個(gè)完備的測(cè)溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的多點(diǎn)測(cè)量。整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)控制，能夠接收傳感器的溫度數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)，可以從鍵盤輸入命令，系統(tǒng)根據(jù)命令，選擇對(duì)應(yīng)的溫度傳感器，并

23、由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)溫度顯示。本課題設(shè)計(jì)了一種合理、可行的單片機(jī)監(jiān)控軟件，完成測(cè)量和顯示的任務(wù)。由于單片機(jī)具有強(qiáng)大的運(yùn)算和控制功能，使得整個(gè)系統(tǒng)具有模塊化、硬件電路簡(jiǎn)單以及操作方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　本課題的整個(gè)系統(tǒng)是由單片機(jī)、顯示電路、鍵盤電路、驅(qū)動(dòng)電路，串口通信等構(gòu)成。</p><p>　　3.1  溫度傳感器</p><p>　　3.1.1 溫度

24、傳感器選用細(xì)則</p><p>　　現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別，如何根據(jù)具體的測(cè)量目的、測(cè)量對(duì)象以及測(cè)量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進(jìn)行某個(gè)量的測(cè)量時(shí)首先要解決的題。當(dāng)傳感器確定之后，與之相配套的測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備也就可以確定了。測(cè)量結(jié)果的成敗，在很大程度上取決于傳感器的選用是否合理。</p><p>　　根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型</p><p>

25、　　要進(jìn)行—個(gè)具體的測(cè)量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因?yàn)椋词故菧y(cè)量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測(cè)量的特點(diǎn)和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問(wèn)題：量程的大?。槐粶y(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求；測(cè)量方式為接觸式還是非接觸式；信號(hào)的引出方法，有線或是非接觸測(cè)量；傳感器的來(lái)源，國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口，價(jià)格能否承受，還是自行研制。2）靈敏度的選擇</p&g

26、t;<p>　　通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望傳感器的靈敏度越高越好。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。但要注意的是，傳感器的靈敏度高，與被測(cè)量無(wú)關(guān)的外界噪聲也容易混入，也會(huì)被放大系統(tǒng)放大，影響測(cè)量精度。因此，要求傳感器本身應(yīng)具有較高的信噪比，盡員減少?gòu)耐饨缫氲拇當(dāng)_信號(hào)</p><p><b>　　3）頻率響應(yīng)特性</b></

27、p><p>　　傳感器的頻率響應(yīng)特性決定了被測(cè)量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內(nèi)保持不失真的測(cè)量條件，實(shí)際上傳感器的響應(yīng)總有—定延遲，希望延遲時(shí)間越短越好。傳感器的頻率響應(yīng)高，可測(cè)的信號(hào)頻率范圍就寬，而由于受到結(jié)構(gòu)特性的影響，機(jī)械系統(tǒng)的慣性較大，因有頻率低的傳感器可測(cè)信號(hào)的頻率較低。</p><p><b>　　4）線性范圍</b></p><p>

28、;　　傳感器的線形范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。以理論上講，在此范圍內(nèi)，靈敏度保持定值。傳感器的線性范圍越寬，則其量程越大，并且能保證一定的測(cè)量精度。在選擇傳感器時(shí)，當(dāng)傳感器的種類確定以后首先要看其量程是否滿足要求。但實(shí)際上，任何傳感器都不能保證絕對(duì)的線性，其線性度也是相對(duì)的。當(dāng)所要求測(cè)量精度比較低時(shí)，在一定的范圍內(nèi)，可將非線性誤差較小的傳感器近似看作線性的，這會(huì)給測(cè)量帶來(lái)極大的方便。</p><p><

29、b>　　5） 穩(wěn)定性</b></p><p>　　傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器本身結(jié)構(gòu)外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。在選擇傳感器之前，應(yīng)對(duì)其使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇合適的傳感器，或采取適當(dāng)?shù)拇胧瑴p小環(huán)境的影響。</p><p>

30、;<b>　　6） 精度</b></p><p>　　精度是傳感器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，它是關(guān)系到整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價(jià)格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過(guò)高。這樣就可以在滿足同一測(cè)量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡(jiǎn)單的傳感器。</p><p>　　如果測(cè)量目的是定性分析的，選用重復(fù)精度高的

31、傳感器即可，不宜選用絕對(duì)量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測(cè)量值，就需選用精度等級(jí)能滿足要求的傳感器。對(duì)某些特殊使用場(chǎng)合，無(wú)法選到合適的傳感器，則需自行設(shè)計(jì)制造傳感器。自制傳感器的性能應(yīng)滿足使用要求。</p><p>　　3.1.2  溫度傳感器DS18B20</p><p>　　DS18B20型單線智能溫度傳感器，屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器。全部傳感元

32、件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。其可以分別93．75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，最大分辨率為0．0625℃ ， 而且從DS18B20讀出或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫。</p><p>　　DS18B20的性能特點(diǎn)</p><p&

33、gt;　　單線數(shù)字化智能集成溫度的傳感器，其特點(diǎn)是：</p><p>　　DSI8B20可將被測(cè)溫度直接轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)輸出，溫度值不需要經(jīng)電橋電路先獲取電壓模擬量，再經(jīng)信號(hào)放大和A／D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，解決了傳統(tǒng)溫度傳感器存在的因參數(shù)不一致性，在更換傳感器時(shí)會(huì)因放大器零漂而必須對(duì)電路進(jìn)行重新調(diào)試的問(wèn)題，使用方便．</p><p>　　DS18B20能提供9到12位溫度讀數(shù)，精度

34、高，且其信息傳輸只需1根信號(hào)線，與計(jì)算機(jī)接口十分簡(jiǎn)便，讀寫及溫度變換的功率來(lái)自于數(shù)據(jù)線而不需額外的電源．</p><p>　　每一個(gè)DS18B20都有一個(gè)惟一的序列號(hào)，這就允許多個(gè)DS18B20連接到同一總線上．尤其適合于多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)．</p><p>　?、?負(fù)壓特性：當(dāng)電源極性接反時(shí)，DS18B20雖然不能正常工作，但不會(huì)因發(fā)熱而燒毀 正是由于具有以上特點(diǎn)，DS18B20在解決各種

35、誤差、可靠性和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化等方面與傳統(tǒng)各種溫度傳感器相比，有無(wú)可比擬的優(yōu)越性，因而廣泛應(yīng)用于過(guò)程控制、環(huán)境控制、建筑物、機(jī)器設(shè)備中的溫度檢測(cè)。其外形和管腳如下圖：</p><p>　　圖3.1 DS18B20外部形狀及管腳圖</p><p>　?、疲瓺S18B20與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì)</p><p>　　DS18B20測(cè)溫系統(tǒng)具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方

36、便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。Dsl8B20與單片機(jī)的硬件連接有兩種方法：一是Vcc接外部電源，GND接地，I/0與單片機(jī)的I/0線相連；二是用寄生電源供電，此時(shí),~UDD和GND接地，I/0接單片機(jī)I/0。無(wú)論是哪種供電方式，I/0口線都要接4．7k Q左右的上拉電阻。圖4給出了DSl8B20與微處理器的典型連接。</p><p>　　① DS18B20寄生電源供電方式：</p><p>　　

37、如下面圖3.2(a)所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號(hào)線上汲取能量：在信號(hào)線DQ處于高電平期間把能量?jī)?chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電平到來(lái)再給寄生電源（電容）充電。     獨(dú)特的寄生電源方式有三個(gè)好處：</p><p>　　進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無(wú)需本地電源</p><p>　　可以在沒(méi)有常規(guī)電

38、源的條件下讀取ROM</p><p>　　電路更加簡(jiǎn)潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測(cè)溫</p><p>　　要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由于每個(gè)DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個(gè)溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，只靠4.7K上拉電阻就無(wú)法提供足夠的能量，會(huì)造成無(wú)法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。</p>

39、<p>　　因此，該電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測(cè)溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。并且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會(huì)使溫度誤差變大。</p><p>　?、?DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式：</p><p>　　改進(jìn)的寄生電源供電方式如下面圖3.2(b)所示，為了使DS18B20在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，

40、當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到E2存儲(chǔ)器操作時(shí)，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最多10μS內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。在強(qiáng)上拉方式下可以解決電流供應(yīng)不走的問(wèn)題，因此也適合于多點(diǎn)測(cè)溫應(yīng)用，缺點(diǎn)就是要多占用一根I/O口線進(jìn)行強(qiáng)上拉切換。</p><p>　　③ DS18B20的外部電源供電方式：</p><p>

41、;　　如下面圖3.2(c)所示，在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，其VDD端用3～5．5V電源供電，此時(shí)I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問(wèn)題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85℃。 </p><p>　?。╟）DS

42、18B20外部電源供電方式 （a）DS18B20寄生電源供電方式</p><p>　　(b) DS18B20溫度轉(zhuǎn)換期間的強(qiáng)上拉供電（寄生電源方式）</p><p>　　圖3.2 DS18B20與微處理器的典型連接圖</p><p>　?。?）DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：</p><p>　　圖3.3 為DS18B2

43、0 的內(nèi)部框圖，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、64 位激光ROM 單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器(內(nèi)含便箋式RAM)，用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH 和TL 觸發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、8 位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)發(fā)生器等七部分。64位光刻ROM 的排列是：開始8位是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的48位是該DS18B20自身的序列號(hào)，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。光刻R0M 的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這可實(shí)現(xiàn)一根總

44、線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。暫存存儲(chǔ)器包含了8個(gè)連續(xù)字節(jié)，前2個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息，第1個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低8位，第2個(gè)字節(jié)是溫度的高8位。第3個(gè)和第4個(gè)字節(jié)是TH、TL的易失性拷貝，第5個(gè)字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這3個(gè)字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第6、7、8個(gè)字節(jié)用于內(nèi)部計(jì)算。第9個(gè)字節(jié)是冗余檢驗(yàn)字節(jié)</p><p>　　圖3.3 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><

45、;p>　?。?）DS18B20 的測(cè)溫原理：</p><p>　　DS1820測(cè)溫原理如下圖所示。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(hào)送給計(jì)數(shù)器1。</p><p>　　圖 3.4 DS18B20測(cè)溫原理</p><p>　　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(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器

46、被預(yù)置在-55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，DS1 8B20測(cè)量溫度原理停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。</p><p>　　在正常測(cè)溫情況下，DS18B20 的測(cè)溫分辨力為0.

47、5℃，可采用下述方法獲得高分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果：首先用DS18B20 提供的讀暫存器指令(BEH)讀出以0.5℃為分辨率的溫度測(cè)量結(jié)果，然后切去測(cè)量結(jié)果中的最低有效位(LSB)，得到所測(cè)實(shí)際溫度的整數(shù)部分TZ，然后再用BEH 指令取計(jì)數(shù)器1 的計(jì)數(shù)剩余值CS 和每度計(jì)數(shù)值CD。考慮到DS18B20測(cè)量溫度的整數(shù)部分以0.25℃、0.75℃為進(jìn)位界限的關(guān)系，實(shí)際溫度TS 可用下式計(jì)算：TS=(TZ－0.25℃) ＋(CD－CS)/CD&l

48、t;/p><p><b>　　（5）告警信號(hào)：</b></p><p>　　DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與TH、TL 作比較。若T>TH 或T<TL，則將該器件內(nèi)的告警標(biāo)志置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的告警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只DS18B20 同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行告警搜索。一旦某測(cè)溫點(diǎn)越限，主機(jī)利用告警搜索命令即可識(shí)別正在告警的器件，并讀出其

49、序號(hào)，而不必考慮非告警器件。</p><p>　?。?）CRC 的產(chǎn)生：</p><p>　　在64 位ROM 的最高有效字節(jié)中存有循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)。主機(jī)根據(jù)ROM 的前56 位來(lái)計(jì)算CRC 值，并和存入DS18B20 中的CRC 值作比較，以判斷主機(jī)收到的ROM 數(shù)據(jù)是否正確。CRC 的函數(shù)表達(dá)式為：CRC=X＋X＋X＋1。此外，DS18B20 尚需依上式為暫存器中的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生一

50、個(gè)8位CRC 送給主機(jī)，以確保暫存器數(shù)據(jù)傳送無(wú)誤。</p><p>　　在本課題中采用四個(gè)數(shù)字式溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)89C51連接如下圖</p><p>　　圖3.5 DS18B20多點(diǎn)溫度測(cè)量連接電路圖</p><p>　　(7) DS1820使用中注意事項(xiàng)</p><p>　　DS18B20雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高

51、、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題：</p><p>　　①較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì)DS18B20進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。</p><p>　　②在DS18B20的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS18B20數(shù)量問(wèn)題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意

52、多個(gè)DS18B20，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS18B20超過(guò)8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。</p><p>　?、圻B接DS18B20的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長(zhǎng)度超過(guò)50m時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距

53、離進(jìn)一步加長(zhǎng)。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻?。因此，在用DS18B20進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問(wèn)題。</p><p>　　④在DS18B20測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS18B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS18B20硬件連接

54、和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。</p><p>　　3.2.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　在當(dāng)今新科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的年代里，單片機(jī)的應(yīng)用已越來(lái)越受到人們的重視，它被廣泛的應(yīng)用于家電、醫(yī)療、智能儀表、工業(yè)自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域。單片機(jī)全稱單片微型計(jì)算機(jī)，是將計(jì)算機(jī)的基本部分微型化，使之集成在一塊芯片上的微機(jī)。目前市場(chǎng)上較為流行的單片機(jī)有Intel公司和Philip公司的8051系列單片機(jī)．

55、Motorola 公司的M 6800系列單片機(jī)。Intel公司的MCS96系列單片機(jī)以及Microchip 公司的PIC 系列單片機(jī)。片內(nèi)含有CPU、ROM、RAM、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、A/D、D/A、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等。本課題是利用Intel的89c51控制整個(gè)系統(tǒng)。89c51單片機(jī)包含下列幾個(gè)部件：1個(gè)8位CPU、1個(gè)片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路、4KB ROM程序存儲(chǔ)器、128B RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、可尋址

56、64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64KB外部程序存儲(chǔ)器的控制電路、32條可編程的I/O線、2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、1個(gè)可編程全雙工串行接口、5個(gè)中斷源、2個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)。</p><p>　　本課題運(yùn)用Intel公司的8051進(jìn)行系統(tǒng)控制，運(yùn)用到了復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，串口，I/O口。</p><p>　　復(fù)位電路：無(wú)論哪種單片機(jī)，都會(huì)涉及到復(fù)位電路。如果復(fù)位電路不可靠，在工作中就有可能出現(xiàn)

57、“死機(jī)”，“程序走飛”等現(xiàn)象。所以，一個(gè)單片機(jī)復(fù)位電路的好壞，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。復(fù)位操作完成單片機(jī)片內(nèi)電路的初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始運(yùn)行。當(dāng)89c51單片機(jī)的復(fù)位引腳RST出現(xiàn)5ms以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作，如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無(wú)法執(zhí)行程序，因此要求單片機(jī)復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位操作通常有上電和開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。開關(guān)復(fù)位要求在電源

58、接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，如果發(fā)生死機(jī)，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。常用的上電復(fù)位且開關(guān)復(fù)位電路如圖3.6所示，上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行之中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化過(guò)程，其中包括是程序計(jì)數(shù)器PC=0000H，P0-P3=FFH，SP=07H，其他寄存器處于零，程序從0000H地址單元開始執(zhí)行，單片機(jī)復(fù)位

59、后不改變片內(nèi)RAM區(qū)中的內(nèi)容。</p><p>　　圖3.6 .復(fù)位電路</p><p>　　時(shí)鐘電路：89c51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用內(nèi)部振蕩和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAX2外接晶體振蕩器，就夠成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。晶振通常選用6MHZ、12MHZ或24MHZ。內(nèi)部振蕩器方式如下。如圖3.

60、7，電容器C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，電容值一般為5-30PF。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定。外部振蕩方式是把已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)，這種方式適于用于用來(lái)使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)保持一致。</p><p>　　圖3.7 時(shí)鐘電路</p><p>　　串口：串行通信是CPU與外界交換的一種基本方式。單片機(jī)運(yùn)用于數(shù)據(jù)采集或工業(yè)控制時(shí)，往往作為前端機(jī)安裝在工作現(xiàn)場(chǎng)，遠(yuǎn)離

61、主機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采用串行通信方式主機(jī)并進(jìn)行處理，以降低通信成本，提高通信可靠性。51系列單片機(jī)自身有全雙工的異步通信接口，通過(guò)軟件編程，它可以作為通用異步接受和發(fā)送器使用，也可作為同步移位寄存器。</p><p>　　89c51單片機(jī)串口主要由兩個(gè)數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF和一個(gè)輸入移位寄存器組成，其內(nèi)部還有一個(gè)串行控制寄存器SCON和一個(gè)波特率發(fā)生器。接受緩沖器與發(fā)送緩沖器占用同一個(gè)地址99H，其名稱亦同樣為SBUF

62、。CPU寫SBUF，一方面修改發(fā)送寄存器，同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)串行發(fā)送；讀SBUF，就是讀接受寄存器，完成數(shù)據(jù)的接受。特殊功能寄存器SCON用以存放串行口的控制和狀態(tài)信息。根據(jù)對(duì)其寫的控制字決定工作方式，從而決定波特率發(fā)生器的時(shí)鐘是來(lái)自系統(tǒng)時(shí)鐘還是來(lái)自定時(shí)器T1。特殊功能寄存器PCON的最高位SMOD為串行口波特率的倍增控制位。</p><p>　　89c51單片機(jī)的串行口正是通過(guò)對(duì)上述專用寄存器的設(shè)置，檢測(cè)與讀取來(lái)管理

63、串行通信。在進(jìn)行通信時(shí)，外界的串行數(shù)據(jù)是通過(guò)引腳RXD輸入的。輸入數(shù)據(jù)先逐位進(jìn)入輸入移位寄存器，在送入接受SBUF。在此采用了雙緩沖結(jié)構(gòu)，為了避免在接受到第二幀數(shù)據(jù)之前，CPU未及時(shí)響應(yīng)接受器的前一幀的中斷請(qǐng)求而把前一幀數(shù)據(jù)讀走，造成兩幀數(shù)據(jù)重疊的錯(cuò)誤。對(duì)于發(fā)送器，因?yàn)榘l(fā)送時(shí)CPU是主動(dòng)的，不會(huì)產(chǎn)生寫重疊問(wèn)題，不需要雙緩沖器結(jié)構(gòu)，為了保持最大傳送速率，僅用了SBUF一個(gè)緩沖器。</p><p>　　I/O口：計(jì)算

64、機(jī)對(duì)外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，外設(shè)的數(shù)據(jù)是不能直接連到CPU的數(shù)據(jù)線上的，必須經(jīng)過(guò)接口。這是由于CPU的數(shù)據(jù)線是外設(shè)或存儲(chǔ)器和CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ还餐ǖ溃瑸榱耸箶?shù)據(jù)線的使用對(duì)象不產(chǎn)生使用總線的沖突，以及協(xié)調(diào)快速的CPU和慢速的外設(shè)，CPU和外設(shè)之間必須有接口電路，接口起著緩沖、鎖存數(shù)據(jù)、地址譯碼、信息格式轉(zhuǎn)換、傳遞狀態(tài)、發(fā)布命令等功能，I/O接口有并行接口、串行接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、A/D、D/A等，根據(jù)外設(shè)的不同情況的應(yīng)用要求，選擇不同

65、的接口。單片機(jī)的I／0 口一般是雙向的． 既可以做輸入． 也可以做輸出。以5 1系列為例，其P0、P 1、P2、P3均為雙向口，且可位操作。</p><p>　　89c51單片機(jī)內(nèi)部有P0、P1、P2、P3四個(gè)8位雙向I/O口，外設(shè)可直接連接于這幾個(gè)接口上，而無(wú)須另加接口芯片。P0-P3的每個(gè)端口可以按字節(jié)輸入或輸出，也可以按位進(jìn)行輸入或輸出，共32根口線，用作控制十分方便。P0口為三態(tài)雙向口，能帶8個(gè)TTL電路

66、。P1、P2、P3口為準(zhǔn)雙向口，負(fù)載能力為4個(gè)TTL電路，如果外設(shè)需要的驅(qū)動(dòng)電流大，可加接驅(qū)動(dòng)器。</p><p>　　P0口具有雙重功能：可以作為輸入/輸出用，外接輸入/輸出設(shè)備；在有外接存儲(chǔ)器和I/O接口時(shí)常作為低8位地址/數(shù)據(jù)總線，即低8位地址與數(shù)據(jù)線分時(shí)使用P0口。此時(shí)低8位地址由ALE信號(hào)的下跳沿使它鎖存到外部地址鎖存器中，爾后，P0口出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息。</p><p>　　P1口具

67、有單一接口功能，P1口每一位都能作為可編程的輸入或輸出口線。</p><p>　　P2口具有雙重功能：作為輸入口或輸出口使用，外接輸入/輸出設(shè)備；在有外接存儲(chǔ)器I/O接口時(shí)，作為系統(tǒng)的地址總線。輸出高位地址，與P0口低8位地址一起組成16位地址總線。</p><p>　　P3口為雙重功能口：可以作為輸入/輸出口，外接輸入/輸出設(shè)備；作為第二功能使用。</p><p>

68、;　　圖 3.8 單片機(jī)</p><p>　　3.3 顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本課題要將傳感器的溫度信號(hào)和鍵盤輸入的控制信號(hào)都顯示出來(lái)，利用單片機(jī)89c51傳輸控制信號(hào)。本課題要用到MAXIM 公司生產(chǎn)的MAX7219串行LED驅(qū)動(dòng)顯示器，此顯示器具有接口簡(jiǎn)單．占用資源少、控制靈活方便、LED級(jí)聯(lián)擴(kuò)展便利的優(yōu)點(diǎn)。MAX7219是串行輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)芯片，每片可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LED

69、，具有級(jí)聯(lián)功能可控制更多的LED 。MAX7219為24引腳芯片，除與LED顯示相連的線外，與微控制器只需3根連線相接：芯片端管腳分別為CLK.DIN．LOAD，其中CLK為時(shí)鐘輸入端，DIN為數(shù)據(jù)輸入端，LOAD為鎖存信號(hào)。MAX7219的工作時(shí)序?yàn)椋簳r(shí)鐘的上升沿MAX7219把DIN引腳數(shù)據(jù)移入內(nèi)部移位寄存器， 在時(shí)鐘下降沿MAX7219把數(shù)據(jù)移向DOUT端， 而LOAD的上升沿則鎖存最后移入的16位串行數(shù)據(jù)。對(duì)MAX7219的控制

70、操作很方便，其片內(nèi)具有8個(gè)位寄存器和6個(gè)控制寄存器．位寄存器對(duì)應(yīng)LED的具體內(nèi)容，控制寄存器決定LED的工作方式?？刂萍拇嫫鞣謩e為：不工作方式寄存器、譯碼方式寄存器、亮度控制寄存器、</p><p>　　掃描個(gè)數(shù)寄存器、關(guān)閉寄存器．顯示測(cè)試寄存器．寄存器的操作格式為2字節(jié)的串行數(shù)據(jù)，第一個(gè)字節(jié)為寄存器地址，第二個(gè)字節(jié)為控制命令或待顯示數(shù)據(jù)。</p><p>　　寄存器的地址分配及功能如下所

71、示：</p><p>　　不工作寄存器(0x00)：用于MAX7219級(jí)聯(lián)控制。</p><p>　　位寄存器(0x01-0x08)：8位LED待顯示內(nèi)容。</p><p>　　譯碼方式寄存器(0x0g)：決定譯碼方式，分B碼和不譯碼兩種。</p><p>　　亮度控制寄存器(0x0A)：LED段電流控制。</p><p&

72、gt;　　掃描個(gè)數(shù)寄存器(0x0B)：決定顯示多少個(gè)LED 。</p><p>　　關(guān)閉寄存器(0x0C)：決定正常工作方式或關(guān)閉LED顯示。</p><p>　　顯示測(cè)試寄存器(0x0D)：決定正常工作方式或顯示測(cè)試。</p><p>　　MAX7219是在脈沖控制下工作的，因此其抗干擾就更為重要。一般在其電源和地之間接一十幾f 的電容。另外，當(dāng)MAX72l9和其

73、他串行芯片共用I/O引腳時(shí)，最好在其外邊加一上拉電阻。P1口內(nèi)部有上拉電阻，如不在其外部接上拉電阻，有時(shí)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)能力不足的現(xiàn)象。</p><p>　　要用MAX7219控制多于8個(gè)的LED時(shí)，可以將多個(gè)MAX7219級(jí)聯(lián)使用。各芯片的CLK和LOAD端并接在一起。上一級(jí)MAX7219的DOUT端接下一級(jí)的D 端。級(jí)聯(lián)顯示時(shí)，如欲控制次級(jí)的MAX7219，只需向前幾級(jí)的MAX7219的不工作方式寄存器送空操作數(shù)：本

74、級(jí)則送欲顯示的數(shù)據(jù)。另外，需注意，LOAD信號(hào)只需執(zhí)行一次清O和置位，分別在整個(gè)過(guò)程的始末。即：級(jí)聯(lián)調(diào)用WrTwoByte()程序時(shí)，應(yīng)將程序里的LOAD清O和置位語(yǔ)句屏蔽掉。只在級(jí)聯(lián)顯示的開始和最后分別將LOAD置O和1。</p><p>　　本課題用了六個(gè)LED數(shù)碼管，具體連接如下圖：</p><p>　　圖3.9 顯示電路圖</p><p>　　3.4 鍵

75、盤電路設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤是電子設(shè)備常見(jiàn)的輸入裝置，作為人們與電子設(shè)備交流的重要途徑，一旦出錯(cuò)，將影響到電子設(shè)備的整體使用，所以鍵盤電路雖然簡(jiǎn)單，但鍵盤的穩(wěn)定性、可靠性，應(yīng)引起足夠的重視。鍵盤是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的輸入設(shè)備。單片機(jī)的鍵盤電路主要有矩陣掃描和單鍵電路兩種，其中以使用Ⅳ +Ⅳ 條l/0 線實(shí)現(xiàn)Ⅳ×Ⅳ 的矩陣掃描式鍵盤電路最為常用，4×4的矩陣掃描式鍵盤如圖所示。當(dāng)按鍵少

76、時(shí)可接成線性鍵盤；當(dāng)按鍵較多時(shí)，可以將鍵盤接成矩陣形式，這種形式節(jié)省口線。矩陣鍵盤按鍵的狀態(tài)同樣需要變成數(shù)字量1和0。開關(guān)的一端通過(guò)電阻接VCC，開關(guān)另一段的接地是通過(guò)程序輸出數(shù)字0實(shí)現(xiàn)的。矩陣鍵盤每個(gè)按鍵都有它的行值和列值，行值和列值的組合就是這個(gè)這個(gè)按鍵的編碼。矩陣行線和列線分別通過(guò)兩個(gè)并行接口和CPU通信，其中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)。由行掃描值和列回饋信號(hào)共同形成鍵編碼。</p>

77、<p>　　鍵盤一般采用行列掃描方式來(lái)設(shè)計(jì)。行列掃描是指：把鍵盤按鍵排列成n行×m列的n×m行列點(diǎn)陣，使用軟件或硬件的方法對(duì)其行、列分別進(jìn)行掃描，從而判斷是否有鍵按下，并獲得掃描碼。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線與列線斷開，所有列線均為高電平。當(dāng)有一個(gè)鍵按下時(shí)，則與此鍵對(duì)應(yīng)的行線與列線接通。如此行線為低電平，則此列線也為低電平。為確定是否有鍵按下，CPU先通過(guò)并行輸出口使所有的行線為低電平，然后通過(guò)并行輸入口讀入列

78、信號(hào)，若為全“1”，則沒(méi)有鍵按下，若有一個(gè)為“0”，則表示有一個(gè)鍵已按下。若有一個(gè)為“0”，則表示有一個(gè)鍵已按下。為消去按下時(shí)的抖動(dòng)現(xiàn)象，程序延遲20ms后再判斷具體是哪一個(gè)鍵按下先將第一行置為低電平，然后讀入列信號(hào)，若有一個(gè)為“0”，則按下的鍵在此行；若為全“1”，則按下的鍵不在此行，再將下一行置為低電平，并測(cè)試列信號(hào)。</p><p>　　如果在最后一行也為低電平時(shí)仍未找到按下的鍵，則認(rèn)為剛才有鍵按下的情況為

79、誤動(dòng)作。對(duì)找到的鍵，進(jìn)行分析并處理。當(dāng)按鍵時(shí)間較為短促時(shí)，系統(tǒng)判斷不到有鍵按下。經(jīng)測(cè)試，按鍵在按下或釋放時(shí)，通常伴隨著幾ms到十幾ms的觸點(diǎn)抖動(dòng)，然后才能穩(wěn)定下來(lái)。在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測(cè)按鍵的通斷狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致一次按鍵或釋放被錯(cuò)誤地認(rèn)為是多次操作。所以，當(dāng)檢測(cè)到有鍵按下或釋放時(shí)，應(yīng)通過(guò)軟件延時(shí)20 ms左右，避開觸點(diǎn)抖動(dòng)的影響。去抖時(shí)間既不能太短也不能太長(zhǎng)：如果時(shí)間太短，無(wú)法起到去抖作用；如果時(shí)間太長(zhǎng)，超過(guò)了鍵按下的持續(xù)時(shí)間，則會(huì)判不到按鍵。

80、軟件去抖時(shí)間不宜太短也不宜太長(zhǎng)，定為20ms 。本設(shè)計(jì)使用行列掃描方式，其電路原理圖如下圖所示。</p><p>　　圖3.10 鍵盤電路原理圖</p><p>　　本課題使用行列掃描方式，在單片機(jī)的P1口上連接上4*4的鍵盤，單片機(jī)掃描鍵盤，如果有鍵按下，單片機(jī)會(huì)根據(jù)鍵碼執(zhí)行相應(yīng)的程序，使整個(gè)系統(tǒng)的功能更加完善。</p><p>　　3.5 報(bào)警電路設(shè)計(jì) &l

81、t;/p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，本課題采用AT89C51單片機(jī)作為主控制器，采用掃描的方式對(duì)多點(diǎn)DS18B20溫度傳感器獲取對(duì)應(yīng)該位置的溫度值，經(jīng)處理后通過(guò)串口可以立即發(fā)送到上位機(jī)，如溫度不在設(shè)定的范圍內(nèi)，給出報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)總體硬件電路如圖3.11所示。</p><p>　　圖 3.11 溫度報(bào)警電路</p><p>　　3.6 通信模塊設(shè)計(jì)&#

82、160;</p><p>　　3.6.1 RS-232接口簡(jiǎn)介 </p><p>　　RS232是目前異步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，適用于數(shù)據(jù)中斷設(shè)備(DTE和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DEC)ELA RS232是目前最常用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，用于計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間，計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信。此標(biāo)準(zhǔn)的目的是定義數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)之間的電氣特性。RS232提供了單片機(jī)與單片機(jī)、單片機(jī)與P

83、C機(jī)之間串行數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)接口。但RS232規(guī)定的邏輯電平與單片機(jī)的邏輯電平是不一致的。因此在應(yīng)用中，必須把微處理器的信號(hào)電平(TTL電平)轉(zhuǎn)換為RS232電平，或者對(duì)二者進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換。選用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　?。?）RS-232通訊協(xié)議特性</p><p>　　由于MCS51單片機(jī)的串口采用TTL電平，信號(hào)幅值低易受干擾，只能在很近的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)通訊．鑒于M

84、CS51單片機(jī)串行接口的弱點(diǎn)，在單片機(jī)系統(tǒng)串行通訊中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)接口．許多儀器儀表出廠時(shí)配有串行接口或附件模塊銷售．在標(biāo)準(zhǔn)串行接口中RS-232由于使用方便、線少而得到廣泛地應(yīng)用，多年來(lái)不但沒(méi)有被淘汰，相反使用更加廣泛．</p><p>　　由于PC機(jī)串行口使用的是RS- 232C邏輯電平，而AT89C51單片機(jī)串行口的輸入輸出均為TTL電平，因此，當(dāng)PC機(jī)與單片機(jī)通信時(shí)必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。常見(jiàn)的電平轉(zhuǎn)換方法有以下

85、3種：</p><p>　　①使用MC1488和MC1489電平轉(zhuǎn)換器。由于MC1488和MC1489需要15V或12V供電，所以使用不方便，而且工作穩(wěn)定性和可靠性也不高。</p><p>　?、谑褂?個(gè)三極管構(gòu)成準(zhǔn)RS- 232C電平轉(zhuǎn)換器。采用此方法串行通信只能工作于半雙工狀態(tài)，而且程序設(shè)計(jì)復(fù)雜。</p><p>　?、凼褂秒p向電平轉(zhuǎn)換集成芯片。此方法優(yōu)點(diǎn)是只需

86、單一個(gè)+5V 電源供電，可靠性高，無(wú)需增加程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，常用的芯片有ICL232，MAX232，TSC232等。</p><p>　　本文采用最后一種方法，芯片選用MAX232。</p><p>　　3.6.2 MAX232芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　MAX232芯片是MAXIM 公司生產(chǎn)的，包含兩路接收器和驅(qū)動(dòng)器的IC片．MAX232芯片內(nèi)部有一個(gè)電源電壓

87、轉(zhuǎn)換器，可以把輸入的+5V 電壓變換為RS-232輸出電平所需的一1O～+ 10V 電壓．所以采用此芯片接口串行通信系統(tǒng)只需單一的+5V電源就可以了．對(duì)于沒(méi)有一12～+12V 的場(chǎng)合，其適應(yīng)性更強(qiáng)．加之其價(jià)格適中，硬件接口簡(jiǎn)單，所以被廣泛采用．MAX232芯片的引腳結(jié)構(gòu)如下圖所示．</p><p>　　MAX232 組成框圖 MAX232引腳圖</p><p>

88、　　圖3.12 MAX232 芯片的框圖和引腳圖</p><p>　　圖中上半部分電容C1，C2，C3，C4及V+，V-是電源變換電路部分．在實(shí)際應(yīng)用中，器件對(duì)電源噪聲很敏感，因此VCC必須對(duì)地加去耦電容，其值為0.1F。電容C1，C2，C3，C4取同樣數(shù)值的膽電解電容取1．0F/16V。用于提高抗干擾能力，在連接時(shí)必須盡量靠近器件．圖中下半部分為發(fā)送和接收部分．實(shí)際應(yīng)用中，T1IN，T2IN 可直接連接TTL

89、/CMOS電平的MCS51的單片機(jī)的串行發(fā)送端TXD；R1OUT，R2OUT 可直接連接TTL/CMOS電平的MCS51的單片機(jī)的串行接收端RXD/TXD；T1OUT，T2OUT可直接連接PC機(jī)的RS-232串口的接收端RXD/TXD；RIIN，R2IN可直接連接PC機(jī)的R 232串口的發(fā)送端TXD．</p><p>　　3.6.3 PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信接口電路</p><p>　　

90、在設(shè)計(jì)硬件接口電路時(shí)，應(yīng)充分考慮到電路的電氣特性、邏輯電平以及驅(qū)動(dòng)能力的匹配問(wèn)題，若匹配得不好，將會(huì)導(dǎo)致通信失敗。</p><p>　　如前所述，本文采用MAX232作為PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信接口芯片。硬件連接時(shí)，可從MAX232中的2路發(fā)送器和接收器中任選一路，只要注意發(fā)送與接收的引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系即可。接口電路如圖所示。</p><p>　　圖 3.13 PC機(jī)與單片機(jī)通信接口電路&l

91、t;/p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1  軟件開發(fā)工具的選擇</p><p>　　要使單片機(jī)系統(tǒng)按照人的意圖辦事，需設(shè)法讓人與計(jì)算機(jī)對(duì)話，并聽從人的指揮。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換信息的最基本工具，可分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。</p><p>　　機(jī)器語(yǔ)言用二進(jìn)制編碼表示

92、每一條指令，是計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的語(yǔ)言。用機(jī)器語(yǔ)言編寫的程序成為機(jī)器語(yǔ)言程序或者指令程序（機(jī)器碼程序）。因?yàn)闄C(jī)器只能識(shí)別和執(zhí)行這種機(jī)器碼程序，所以又稱它為目標(biāo)程序。用機(jī)器語(yǔ)言編寫程序不易記憶、不易查錯(cuò)、不易修改。</p><p>　　為了克服機(jī)器語(yǔ)言的上述缺點(diǎn)，可采用有一定含義的符號(hào)，即指令助記符來(lái)表示，一般都采用某些有關(guān)的英文單詞的縮寫。這樣就出現(xiàn)了另一種程序語(yǔ)言—匯編語(yǔ)言。</p><

93、p>　　匯編語(yǔ)言是用助記符、符號(hào)和數(shù)字等來(lái)表示指令的程序語(yǔ)言，容易理解和記憶，它與機(jī)器語(yǔ)言指令是一一對(duì)應(yīng)的。匯編語(yǔ)言不像高級(jí)語(yǔ)言（如BASIC）那樣通用型強(qiáng)，而是屬于某種計(jì)算機(jī)所獨(dú)有，與計(jì)算機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。用匯編語(yǔ)言編寫的程序稱為匯編語(yǔ)言程序。</p><p>　　以上兩種語(yǔ)言都是低級(jí)語(yǔ)言。盡管匯編語(yǔ)言有不少優(yōu)點(diǎn)，但它仍存在著機(jī)器語(yǔ)言的某些缺陷：與CPU的硬件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，不同的CPU其匯編語(yǔ)言是

94、不同的。這使得匯編語(yǔ)言程序不能移植，使用不便；其次，要使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)必須了解所使用CPU硬件的結(jié)構(gòu)與性能，對(duì)程序設(shè)計(jì)人員有較高的要求。為此，又出現(xiàn)了對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程的高級(jí)語(yǔ)言，如PL\M，C等。</p><p>　　Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言

95、后再使用C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 </p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　經(jīng)分析綜合得知，本課題采用C語(yǔ)言進(jìn)行編程。&

96、lt;/p><p>　　4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般原則</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)中代碼使用效率、單片機(jī)的抗干擾性以及軟件可靠性是實(shí)際工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括功能模塊劃分、程序流程確立、模塊接口設(shè)計(jì)以及程序代碼編寫。我們依據(jù)系統(tǒng)的功能要求，將整體軟件系統(tǒng)分割成若干個(gè)獨(dú)立的程序模塊。這些程序模塊可以是幾條語(yǔ)句的集合、功能函

97、數(shù)或程序文件。隨后，根據(jù)個(gè)程序模塊的實(shí)現(xiàn)功能寫出流程，一般需要寫出具體的實(shí)現(xiàn)功能描述。程序代碼通常采用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)言（C語(yǔ)言）編寫。</p><p>　　本課題采用C語(yǔ)言編程，在此必須注意以下問(wèn)題：</p><p>　?。?）提高程序代碼效率</p><p>　　必須熟悉當(dāng)前使用的C語(yǔ)言編譯器，試驗(yàn)每條C語(yǔ)言編譯以后對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句行數(shù)，這樣就可以很明確的知

98、道代碼效率。</p><p><b>　?。?）減少程序錯(cuò)誤</b></p><p>　　我們?cè)诰帉懗绦驎r(shí)，要注重考慮如下方面。</p><p>　　[1]物理參數(shù) [2]資源參數(shù) [3]應(yīng)用參數(shù) [4]過(guò)程參數(shù)</p><p>　?。?）單片機(jī)的抗干擾性</p><p>　　防止干擾最有效的方法

99、是去除干擾源、隔離干擾路徑。單片機(jī)干擾最常見(jiàn)的現(xiàn)象就是復(fù)位，導(dǎo)致程序運(yùn)行異常。設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一般需要添加一個(gè)“看門狗”監(jiān)控模塊，在系統(tǒng)出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的干擾時(shí)，監(jiān)控模塊將重啟系統(tǒng)，并從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行。</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)的可靠性</b></p><p>　　[1]要測(cè)試單片機(jī)軟件功能的完善性。</p><p>　　[2]上電、掉電測(cè)

100、試。</p><p>　　[3]系統(tǒng)耗損測(cè)試。</p><p>　　4..3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一般步驟</p><p>　　系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，先要對(duì)本課題硬件有一個(gè)熟練的掌握，知道系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)的傳輸，信號(hào)是如何被控制的，以及信號(hào)的顯示。然后進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，先搞清楚各個(gè)部分的子程序及他們的流程圖，然后進(jìn)行C語(yǔ)言編程，最后將它們系統(tǒng)的編程</p><

101、;p><b>　　4.4 軟件實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)程序和流程圖，根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的要求，完成溫度的測(cè)量與控制必須經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：?jiǎn)纹瑱C(jī)接受傳感器的溫度信號(hào)，并通過(guò)MAX7219驅(qū)動(dòng)顯示出來(lái)，單片機(jī)掃描鍵盤，接受控制信號(hào)，并將溫度顯示出來(lái)，若溫度不在范圍內(nèi)則發(fā)出報(bào)警。</p><p>　　4.4.1系統(tǒng)主程序流程圖</p

102、><p>　　圖4.1 系統(tǒng)主程序流程圖</p><p>　　4.4.2 傳感器程序設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）DSl8b20編程簡(jiǎn)介</p><p>　　每一片單總線芯片內(nèi)部都有一個(gè)全球惟一的64 位編碼，在多路測(cè)溫時(shí)就是通過(guò)匹配每個(gè)芯片的ROM編碼(ID)，來(lái)搜尋該路的溫度。DS18b20有9個(gè)可擦寫的內(nèi)部寄存器，稱為便箋式RAM。所

103、有的串行通訊，讀寫每一個(gè)bit位數(shù)據(jù)都必須嚴(yán)格遵守器件的時(shí)序邏輯來(lái)編程，同時(shí)還必須遵守總線命令序列，對(duì)單總線的DS18b20芯片來(lái)說(shuō)，訪問(wèn)每個(gè)器件都要遵守下列命令序列：</p><p>　　首先是初始化；其次執(zhí)行ROM 命令；最后就是執(zhí)行功能命令(R0M命令和功能命令后面以表格形式給出)。</p><p>　　如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。當(dāng)然，搜索ROM 命令和報(bào)警搜索命令

104、，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，要返回初始化。</p><p>　　基于單總線上的所有傳輸過(guò)程都是以初始化開始的，初始化過(guò)程由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和從機(jī)響應(yīng)的應(yīng)答脈沖組成。應(yīng)答脈沖使主機(jī)知道，總線上有從機(jī)設(shè)備，且準(zhǔn)備就緒。</p><p>　　每次訪問(wèn)任何單總線器件，必須嚴(yán)格遵守這個(gè)命令序列;如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線器件不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。但是這個(gè)準(zhǔn)則對(duì)于搜索ROM命令和報(bào)警搜索命令例外，在執(zhí)行

105、兩者中任何一條命令之后，主機(jī)不能執(zhí)行其后的功能命令，必須返回至第一步。在 主 機(jī) 發(fā)出ROM命令，以訪問(wèn)某個(gè)指定的DS18B20，接著就可以發(fā)出DS18 B20支持的某個(gè)功能命令。這些命令允許主機(jī)寫人或讀出DS18 B20暫存器，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換以及判斷從機(jī)的供電方式。</p><p><b>　?。?）軟件實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　前面提及單總線器件的ROM命令