智能溫度控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)

1、箍;是林電孑莉薇大冬NuH；GUILINUNIVERSITYOFELECTRONICTECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯（譯文）院（系）：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：譚宸學(xué)號(hào)：0700120133指導(dǎo)教師單位:機(jī)電工程學(xué)院姓名：李彩林職稱(chēng)：副教授2011年05月25日智能溫度控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)HUANGWen-tianCollegeofInformationBeijingUnionUniversityBeijing,ChinawoshihwtLIJin-pingCollegeofInformationBeijingUnionUniversityBeijing,Chi

2、naxxtjinping摘要：智能溫度控制系統(tǒng)的原理和功能主要基于AT89S51單片機(jī)。溫度監(jiān)測(cè)模塊主要由以下幾個(gè)模塊組成：1數(shù)字傳感器DS18B20,此系統(tǒng)可以探測(cè)、預(yù)設(shè)溫度，顯示時(shí)間、存儲(chǔ)和打印監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)溫度超過(guò)或小于預(yù)先設(shè)定的溫度的最大、最小值時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)將工作，預(yù)設(shè)的溫度可以設(shè)定為任意值。這樣溫度就能被智能的控制在一定范圍內(nèi)。基于此系統(tǒng)，只需合理更改軟件部分即可設(shè)計(jì)出其他非線性控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)實(shí)際成產(chǎn)實(shí)驗(yàn),證明此系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性、滿意度。關(guān)鍵詞：AT89S51;單片機(jī)；溫度；DS18B201簡(jiǎn)介溫度是一項(xiàng)在人們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅Ｖ匾囊蛩亍，F(xiàn)當(dāng)代，溫度控制已經(jīng)不僅僅局限在工業(yè)生產(chǎn)，而且

3、同樣廣泛運(yùn)用在其他各個(gè)領(lǐng)域。隨著生活水平的提高，我們可以發(fā)現(xiàn)溫度控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用在酒店、工廠，甚至人們的家居生活。溫度控制融入人們的生活已經(jīng)是大勢(shì)所趨，所以，測(cè)量和控制溫度有著重要意義?；贏T89S51單片機(jī)和DS18B20M度傳感器，系統(tǒng)將更智能的控制溫度，溫度可以被設(shè)定在一個(gè)確定的范圍內(nèi)。系統(tǒng)還可以在LCD上顯示時(shí)間，儲(chǔ)存和打印監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；當(dāng)溫度超過(guò)或小于預(yù)先設(shè)定的溫度的最大、最小值時(shí)，系統(tǒng)還可自動(dòng)將其控制。通過(guò)這些功能，能夠保證溫度不變。系統(tǒng)具有高抗干擾能力、高控制精度、高設(shè)計(jì)彈性等優(yōu)點(diǎn)，能適合各種環(huán)境。系統(tǒng)主要運(yùn)用在提高生活質(zhì)量和生產(chǎn)效率。同樣，此系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用在熱水器、生物培養(yǎng)液、實(shí)

4、驗(yàn)室等。所以此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有著深遠(yuǎn)的意義。設(shè)計(jì)大體可分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。本文中主要以PID算法為主要研究對(duì)象，為克服PID算法適應(yīng)能力弱的缺點(diǎn)，結(jié)合模糊理論研究了一種基于模糊推理的自適應(yīng)PID控制算法。模糊控制作為智能控制的一個(gè)重要分支，有著無(wú)需知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型和較強(qiáng)的魯棒性兩大特點(diǎn)，而控制系統(tǒng)是一個(gè)大慣性、非線性、慢時(shí)變的系統(tǒng)，不易得出精確數(shù)學(xué)模型，因而采用模糊控制的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制，可有效地提高溫度的熱效益和加熱質(zhì)量。模糊控制是以模糊集合、模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。它包括三個(gè)步驟，即精確量的模糊化；規(guī)則庫(kù)的建立；解模糊化。本文首先論述了模糊PID控

5、制的理論基礎(chǔ)，介紹了模糊控制的原理及模糊PID的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。然后分析了電加熱爐的組成，求出了環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，建立了電加熱爐系統(tǒng)模型。再次基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了適用于溫度控制系統(tǒng)的模糊PID控制器，利用MATLABS行仿真，對(duì)控制效果進(jìn)行了詳細(xì)的分析。仿真結(jié)果表明模糊PID控制器不依賴于系統(tǒng)模型，在響應(yīng)速度、穩(wěn)態(tài)精度及對(duì)干擾的抑制能力等方面均優(yōu)于常規(guī)PID,尤其適用于像電加熱爐系統(tǒng)這樣的非線性、大滯后且隨時(shí)干擾嚴(yán)重的系統(tǒng)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了該控制器的控制效果。本文研究結(jié)果證明：模糊控制在加熱爐中的應(yīng)用是可行的，它可以極大的改善控制效果，在未來(lái)加熱爐的應(yīng)用中具有極大的潛力。溫控制系統(tǒng)采用一種非線

6、性補(bǔ)償?shù)木C合原理和方法，這種方法能使系統(tǒng)自動(dòng)地在兩種不同的特性曲線上切換運(yùn)行，解決了普通溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)溫度誤差與穩(wěn)態(tài)溫度誤差兩者之間的矛盾，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施容易。最后利用利用Matlab對(duì)不同的控制算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)基本PID控制最大的缺點(diǎn)就是控制器參數(shù)不能隨被控對(duì)象的改變而改變，因此不能滿足在高精度控制領(lǐng)域中時(shí)變系統(tǒng)的控制精度要求；而模糊控制以其魯棒性強(qiáng)，對(duì)參數(shù)變化不敏感等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為此將模糊推理引入到PID控制策略中，仿真試驗(yàn)證明基于模糊推理的自適應(yīng)PID控制算法提高了傳統(tǒng)PID算法的適應(yīng)能力及控制精度。另外結(jié)合項(xiàng)目要求進(jìn)行了控制系統(tǒng)的Matlab的仿真

7、實(shí)驗(yàn)，并給出了仿真結(jié)果，證明本文中所使用的模糊自適應(yīng)PID控制算法和溫度系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和有效性。溫控制系統(tǒng)采用一種非線性補(bǔ)償?shù)木C合原理和方法，這種方法能使系統(tǒng)自動(dòng)地在兩種不同的特性曲線上切換運(yùn)行，解決了普通溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)溫度誤差與穩(wěn)態(tài)溫度誤差兩者之間的矛盾，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施容易2系統(tǒng)大體設(shè)計(jì)智能溫度控制的硬件設(shè)計(jì)方框圖如圖1,硬件系統(tǒng)包括單片機(jī)、溫度監(jiān)測(cè)電路、按鍵控制電路、時(shí)鐘電路、顯示部分、報(bào)警部分、驅(qū)動(dòng)電路、外設(shè)內(nèi)存和打印機(jī)。由于AT89S51單片機(jī)，DS18B20溫度傳感器可以將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，之后信號(hào)將送到單片機(jī)進(jìn)行處理。最后，溫度值將會(huì)在LCD12232F液晶顯示屏。

8、這些步驟都是為實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)。按鍵接口芯片HD7279可用來(lái)設(shè)定溫度值，用單片機(jī)保持一定的溫度，用LCD顯示溫度控制值。止匕外，時(shí)鐘芯片DS1302用以顯示時(shí)間，外設(shè)內(nèi)存6264和迷你打印機(jī)TpF-40/BC分別用來(lái)存儲(chǔ)和打印監(jiān)視數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度超過(guò)或小于預(yù)先設(shè)定的溫度的最大、最小值時(shí)，蜂鳴器將報(bào)警。Figure1.Hardwajeblockdiagram3硬件設(shè)計(jì)(1)單片機(jī)AT89S51單片機(jī)是一種低功耗，高性能的CMOS8位，容量為4K,系統(tǒng)內(nèi)置可編程閃存的微型控制器。該設(shè)備采用Atmel的高集成度、非易失性內(nèi)存技術(shù)，并與業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的80C51的指令系統(tǒng)和引腳相兼容。結(jié)合一片萬(wàn)能8位CPU和系統(tǒng)

9、內(nèi)置可編程閃存在一片集成電路芯片上，這使AtmelAT89S51單片機(jī)成為了一個(gè)能提供高靈活性和低能耗的嵌入式控制應(yīng)用器件。單片機(jī)微型控制系統(tǒng)如圖2。止匕外，6264作為外設(shè)擴(kuò)展內(nèi)存以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，它是低功耗、8K容量的一片靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器芯片。因?yàn)橄到y(tǒng)包括打印機(jī)，為了節(jié)省記憶空間和防止地址空間重疊，一片2-4譯碼器74LS139芯片接于系統(tǒng)。(2)溫度監(jiān)測(cè)電路溫度傳感器是系統(tǒng)的核心，達(dá)拉斯DS18B20溫度傳感器支持單總線接口,所有的傳感器部分和模數(shù)轉(zhuǎn)化電路都像晶體管一樣集成在一塊芯片。測(cè)量溫度的范圍為：-55C125C,其中-1085c的精確度是土0.5C。由DS18B2姍度傳感器測(cè)

10、量的溫度通過(guò)單接口總線傳輸，這樣提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，使其可以在各種環(huán)境下正常的工作。溫度監(jiān)測(cè)電路如圖3.刈T-0七S*廣可7ICC加貼DOKili'ADt中班D3XIALIKMJd'ni-rrxi1二_MMM-MXiTflTOJTI區(qū)處心附?虱。KLLiFKCQ向小。nitMimmFKAll打的13"Md*FJ近F3©呻WSEJIDS18B2姍度傳感器有兩種供電方式。第一種是外設(shè)供電方式：DS18B2cB一管腳接地；第二管腳作為信號(hào)線；第三管腳接電源。第二種是供電方式：此種供電方式有諸多不便，如增加了硬件電路的復(fù)雜化，增大了軟件控制的難度，降低芯片工作功

11、能等等。但是，DS18B20可以直接以外置電源的連接方式與單片機(jī)的I/O相接。因此，DS18B20第二管腳與AT89S51單片機(jī)P1.3管腳相接，以實(shí)現(xiàn)外置電源。實(shí)際上，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成無(wú)線電模式，以突破單總線的距離的不足。4Figure3.TemperaTutedewciioncircuH（3）LCD電路LCD12232F可用來(lái)顯示字母、溫度值和時(shí)間，并提供一個(gè)友好的顯示屏接口。12232F是一個(gè)可提供容量為8192個(gè)，像素為128X32的漢字?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，和128個(gè)，像素為16X8,可以進(jìn)行制圖學(xué)編碼的ASCII碼。它主要包括：列和行的（驅(qū)動(dòng)），以及128X32像素的LCD用以

12、顯示圖形和7.5X2的漢字。12232F以串聯(lián)或并聯(lián)的形式與CPU相連，為了節(jié)省硬件的資源，12232F的四個(gè)輸出端與AT89S51單片機(jī)用聯(lián)。電路的連接方式如圖4。SID用以傳輸LCD液晶屏的灰度可以通過(guò)與LCDVlcd管腳相接的可調(diào)電位器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，CS為L(zhǎng)CD使能端，L+用以控制LCD背光燈。(4)時(shí)鐘電路DallasDS1302寸鐘芯片是高性能、低能耗，帶隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的時(shí)鐘芯片。DS1302有日歷時(shí)鐘和調(diào)整時(shí)間的功能。時(shí)間數(shù)據(jù)被讀取并送到AT89S51進(jìn)行處理，然后在LCD上顯示。同時(shí)，時(shí)間可以用按鍵進(jìn)行調(diào)整。時(shí)鐘電路如圖5所示。DS1302寸鐘芯片的晶振頻率設(shè)定為32768HZ,補(bǔ)償

13、電容最好為6pF左右。晶振頻率比較低，所以可能不會(huì)與電容相連，但是不會(huì)對(duì)時(shí)間的精確度產(chǎn)生較大的影響。后備電源可以與3.6V充電電源相連接。+5VFigure5,Clockcireuii(5)按鍵控制電路系統(tǒng)的按鍵接口由HD7279A驅(qū)動(dòng)。HD7279A由5V單電源供電，而且無(wú)需任何外部驅(qū)動(dòng)，直接與按鍵和顯示屏連接。根據(jù)系統(tǒng)的需求，實(shí)現(xiàn)其功能只需7個(gè)按鍵，系統(tǒng)的功能由AT89S51單片機(jī)所接受數(shù)據(jù)決定。為了節(jié)省外部電阻，可用7個(gè)相同的按鍵，其地址編碼分別為07H,0FH,17H,1FH,27H,2FH,37H。此順序可由編碼說(shuō)明獲得。HD7279A與AT89S51以串聯(lián)形式連接，只用至U4個(gè)端口

14、。如圖6所示。DIG0DIG6和DP按鍵分別是行和列的輸入端口，其功能是實(shí)現(xiàn)按鍵的控制，譯碼鎖碼。Figure6,K門(mén)忸m2CiMtgIcircu;I(6)報(bào)警電路為了簡(jiǎn)化電路和方便程序的調(diào)試，一個(gè)蜂鳴器用當(dāng)充當(dāng)報(bào)警裝置，這使得軟件編程更加簡(jiǎn)單。如圖7所示，蜂鳴器由與AT89S51單片機(jī)P1.2管腳連接的9012PNP三極管控制,當(dāng)溫度超過(guò)或小于預(yù)先設(shè)定的溫度的最大、最小值時(shí)，P2.5輸出端口輸出低電平，使三極管導(dǎo)通，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警工作。AlaiTic-rcuii(7)驅(qū)動(dòng)電路用步進(jìn)電機(jī)作為溫度控制的驅(qū)動(dòng)裝置。四相八拍脈沖分配模式是用來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而簡(jiǎn)單的延時(shí)程序是用來(lái)處理脈沖之間的時(shí)間問(wèn)隔，以

15、獲得不同的轉(zhuǎn)速。步進(jìn)電機(jī)共有兩種輸出狀態(tài)。一種是，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定最高溫度值時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，以降低溫度。當(dāng)溫度低于設(shè)定最低溫度值時(shí)，電機(jī)正傳，以升高溫度。除非不等于預(yù)設(shè)值。第二種是，當(dāng)溫度達(dá)到兩值之間，等于預(yù)設(shè)值時(shí)，電機(jī)停止。通過(guò)這些步驟可以實(shí)現(xiàn)溫度控制。止匕外，可以用相應(yīng)的按鍵調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。如圖8所示，代碼數(shù)據(jù)由AT89S51的A11A8口(beP2.3P2.0)俞入。并且被逆變器74LS04反向輸出。最后被2803A功率放大器放大，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)。51kF!gur。亂Driecircuit(8)打印機(jī)打印機(jī)接口電路用以連接打印機(jī)和AT89S51,打印監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用比較流行的TPpP-40B/

16、打印機(jī)，這是由AT89S51控制的超小型智能點(diǎn)陣打印機(jī)，每行可打印40個(gè)5X7點(diǎn)陣字符，具有豐富的打印命令，240種碼字符印刷和圖形功能。有一個(gè)鎖存器的輸入電路和輸出電路的三態(tài)門(mén)的功能，使打印機(jī)可以連接到數(shù)據(jù)總線的單片機(jī)AT89S51的情況下直接接口電路。而對(duì)于這種類(lèi)型的連接，只有查詢模式時(shí)使用打印機(jī)控制的單片機(jī)AT89S51,也就是說(shuō)它是忙的信號(hào)狀態(tài)查詢。該接口電路如圖9所示。Figurc史PrimerintertAcecircuit4軟件設(shè)計(jì)按照總體設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)硬件硬件電路原理，硬件連接，每個(gè)模塊芯片和功能要求的特性，以及軟件可讀性的進(jìn)步，可移植性和調(diào)試的方便，需要使軟件模塊化。系統(tǒng)流程

17、主要包括以下8個(gè)步驟：POST(加電自檢)，系統(tǒng)啟動(dòng)，溫度檢測(cè)，報(bào)警處理，溫度控制，時(shí)鐘芯片DS1302的操作，液晶顯示和按鍵操作。主程序流程圖如圖10所示。分析一下上述的8個(gè)步驟，可以容易的發(fā)現(xiàn)，后5個(gè)步驟是需要實(shí)時(shí)操作的。至于溫度的監(jiān)測(cè)，可以用定時(shí)器0定時(shí)1秒實(shí)現(xiàn)，也就是每秒都進(jìn)行溫度的監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)的啟動(dòng)包括，全局變量定義，RAM啟動(dòng)，特殊功能寄存器啟動(dòng)以及外部設(shè)備啟動(dòng)。全局變量的定義，主要是完成對(duì)與AT89S51單片機(jī)連接的外部接口的定義，以及對(duì)內(nèi)存單位特殊定義。RAM啟動(dòng)，開(kāi)始主要是指RAM的內(nèi)存處理。例如，當(dāng)系統(tǒng)通電時(shí)間碼將在內(nèi)部單位地址或閃爍標(biāo)志存儲(chǔ)的信息將被清除。特殊功能寄存器啟動(dòng)

18、包括加載啟動(dòng)定時(shí)器初值的開(kāi)放中斷。例如，當(dāng)系統(tǒng)通電定時(shí)器初始化。外部設(shè)備的啟動(dòng)，是指設(shè)置外圍設(shè)備的初始值。例如，當(dāng)系統(tǒng)通電后，LCD應(yīng)該被初始化，顯示器應(yīng)該啟動(dòng)，溫度轉(zhuǎn)換命令必須先發(fā)出，時(shí)鐘芯片DS1302也要被初始化。報(bào)警處理主要是降低和提高溫度，使溫度保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。當(dāng)溫度保持在的設(shè)定范圍之間，即根據(jù)預(yù)設(shè)值，升高或降低溫度。這樣做，溫度等于設(shè)定值，從而達(dá)到控制溫度的目標(biāo)。5結(jié)論溫度控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：高智能化，友好的人機(jī)交流界面，硬件簡(jiǎn)單，成本低，溫度控制精度高(土1C距離誤差)，便利性和多功能性等，可廣泛使用-55C至125c范圍內(nèi)的場(chǎng)合，且有一定的實(shí)用價(jià)值。6參考文獻(xiàn)1 YUJin

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23、nceonPowerElectronicsandIntelligentTransportationSystem摘要：煤礦下的溫度是一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)，特別是對(duì)于礦井下工作人員來(lái)說(shuō)。人們有必要設(shè)計(jì)一種溫度控制和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)去有效地監(jiān)控溫度。溫度值依行在LED液晶屏上顯示。當(dāng)溫度值達(dá)到額定最大溫度時(shí)，由MCU控制，并與調(diào)節(jié)裝置連接的繼電器將工作。溫度信號(hào)和控制信息將由nRF9O5無(wú)線電信號(hào)傳輸模塊傳送。系統(tǒng)由傳感器控制部分和溫度值顯示部分組成?？刂频某绦?qū)⒒趥鞲衅鞯膫鬏攨f(xié)議編寫(xiě)。無(wú)線電數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦驅(qū)⒈辉诟鱾€(gè)數(shù)據(jù)傳輸模塊之間調(diào)試。如果煤礦下的溫度不正常，報(bào)警系統(tǒng)將會(huì)給工作人員提供可靠的信息。這

24、樣，煤礦溫度的監(jiān)控將得以實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：溫度傳感器DS18B2O、AT89S52單片機(jī)、nRF9O5、煤礦溫度控制1簡(jiǎn)介礦井下的環(huán)境非常惡劣，任何意外隨時(shí)都可能發(fā)生。因此，為了保證礦井下的安全生產(chǎn)，人們需要隨時(shí)監(jiān)測(cè)井下的各種參數(shù)，例如：溫度、壓力、瓦斯?jié)舛?、風(fēng)速等。及時(shí)的監(jiān)控溫度是保證井下安全作業(yè)和生產(chǎn)的重要因素。止匕外，為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，超聲波測(cè)距技術(shù)常常被應(yīng)用在煤礦作業(yè)中。這同樣也需要相當(dāng)準(zhǔn)確的溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)。傳統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)僅僅由獨(dú)立的傳感器完成，具缺陷如下：較慢的反應(yīng)速度、較高的監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤率、復(fù)雜的安裝過(guò)程和程序調(diào)式，以及長(zhǎng)距離信息傳輸。本文將用DS18B2O溫度傳感器和AT89S52單

25、片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能溫度監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)。兩者結(jié)合可實(shí)現(xiàn)以下功能：數(shù)字計(jì)算，直接輸出監(jiān)測(cè)溫度的數(shù)字信號(hào)，低溫度監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤率、高溫度分辨率、較強(qiáng)的抗干擾能力、長(zhǎng)距離信息傳輸精確。相比于傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)，單片機(jī)溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與分析，遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)鹊裙δ?。DS18B2O系列溫度傳感器是美國(guó)達(dá)拉斯公司成產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器。2單片機(jī)介紹單片機(jī)也被稱(chēng)為微控制器（Microcontroller）,是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專(zhuān)用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPUB成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INT

26、EL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專(zhuān)用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鍍。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51s列單片機(jī)系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTELi960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到

27、了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz性能直追90年代中期的專(zhuān)用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專(zhuān)用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。8051單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、寄存器等組成。運(yùn)算器以完成二進(jìn)制的算術(shù)/邏輯運(yùn)算部件ALU為核心，再加上暫存器TMP累加器ACC寄存器B、程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器PSW及布爾處理器。累加器ACCg一個(gè)八位寄存器，它

28、是CPU工作最頻繁的寄存器。在進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算時(shí)，累加器ACC往往在運(yùn)算前暫存一個(gè)操作數(shù)（如被加數(shù)），而運(yùn)算后又保存其結(jié)果（如代數(shù)和）。寄存器B主要用于乘法和除法操作。標(biāo)志寄存器PSW也是一個(gè)八位寄存器，用來(lái)存放運(yùn)算結(jié)果的一些特征，如有無(wú)進(jìn)位、借位等。其每位的具體含意如下所示。PSWCYACFORS1RS0OVP對(duì)用戶來(lái)講，最關(guān)心的是以下四點(diǎn)。1 .進(jìn)位標(biāo)志CY（PSW7。它表示了運(yùn)算是否有進(jìn)位（或借位）。如果操作結(jié)果在最高位有進(jìn)位（加法）或者借位（減法），則該位為1,否則為002.2 .輔助進(jìn)位標(biāo)志AC又稱(chēng)半進(jìn)位標(biāo)志，它反映了兩個(gè)八位數(shù)運(yùn)算低四位是否有半進(jìn)位，即低四位相加（或減）有否進(jìn)位（

29、或借位），如有則AC為1狀態(tài)，否則為003 .溢出標(biāo)志位OVMCS-1反映帶符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果是否有溢出，有溢出時(shí)，此位為1,否則為004 .奇偶標(biāo)志P。反映累加器ACCft容的奇偶性，如果ACC中的運(yùn)算結(jié)果有偶數(shù)個(gè)1（如11001100B,其中有4個(gè)1）,則P為0,否則，P=1PSW勺其它位，將在以后再介紹。由于PSW學(xué)放程序執(zhí)行中的狀態(tài)，故又叫程序狀態(tài)字，運(yùn)算器中還有一個(gè)按位（bit）進(jìn)行邏輯運(yùn)算的邏輯處理機(jī)（又稱(chēng)布爾處理機(jī)）。其功能在介紹位指令時(shí)再說(shuō)明。關(guān)于控制器，控制器是CPU勺神經(jīng)中樞，它包括定時(shí)控制邏輯電路、指令寄存器、譯碼器、地址指針DPTRt程序計(jì)數(shù)器PC堆棧指針SP等。這里程序

30、計(jì)數(shù)器PC是由16位寄存器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器。要單片機(jī)執(zhí)行一個(gè)程序，就必須把該程序按順序預(yù)先裝入存儲(chǔ)器ROM勺某個(gè)區(qū)域。單片機(jī)動(dòng)作時(shí)應(yīng)按順序一條條取出指令來(lái)加以執(zhí)行。因此，必須有一個(gè)電路能找出指令所在的單元地址，該電路就是程序計(jì)數(shù)器PC當(dāng)單片機(jī)開(kāi)始執(zhí)行程序時(shí)，給PC裝入第一條指令所在地址，它每取出一條指令（如為多字節(jié)指令，則每取出一個(gè)指令字節(jié)），PC的內(nèi)容就自動(dòng)加1,以指向下一條指令的地址，使指令能順序執(zhí)行。只有當(dāng)程序遇到轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用指令，或遇到中斷時(shí)，PC才轉(zhuǎn)到所需要的地方去。8051CPU旨定的地址，從ROM目應(yīng)單元中取出指令字節(jié)放在指令寄存器中寄存，然后，指令寄存器中的指令代碼被譯碼器

31、譯成各種形式的控制信號(hào)，這些信號(hào)與單片機(jī)時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖在定時(shí)與控制電路中相結(jié)合，形成按一定時(shí)間節(jié)拍變化的電平和時(shí)鐘，即所謂控制信息，在CPU內(nèi)部協(xié)調(diào)寄存器之間的數(shù)據(jù)傳輸、運(yùn)算等操作。再來(lái)介紹一下存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器是單片機(jī)的又一個(gè)重要組成部分，有一種存儲(chǔ)容量為256個(gè)單元的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。其中每個(gè)存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)地址，256個(gè)單元共有256個(gè)地址，用兩位16進(jìn)制數(shù)表示，即存儲(chǔ)器的地址（00HHFFH。存儲(chǔ)器中每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一個(gè)八位二進(jìn)制信息，通常用兩位16進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，這就是存儲(chǔ)器的內(nèi)容。存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元地址和存儲(chǔ)單元的內(nèi)容是不同的兩個(gè)概念，不能混淆。單片機(jī)還包括程序存儲(chǔ)器。程序是控制計(jì)算

32、機(jī)動(dòng)作的一系列命令，單片機(jī)只認(rèn)識(shí)由“0”和“1”代碼構(gòu)成的機(jī)器指令。如前述用助記符編寫(xiě)的命令MOVA#20H,換成機(jī)器認(rèn)識(shí)的代碼74T20H:（寫(xiě)成二進(jìn)制就是01110100B和00100000B）。在單片機(jī)處理問(wèn)題之前必須事先將編好的程序、表格、常數(shù)匯編成機(jī)器代碼后存入單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，該存儲(chǔ)器稱(chēng)為程序存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器可以放在片內(nèi)或片外，亦可片內(nèi)片外同時(shí)設(shè)置。由于PC程序計(jì)數(shù)器為16位，使得程序存儲(chǔ)器可用16位二進(jìn)制地址，因此，內(nèi)外存儲(chǔ)器的地址最大可從0000H到FFFFH8051內(nèi)部有4k字節(jié)的ROM就占用了由0000HH0FFFH的最低4k個(gè)字節(jié)，這時(shí)片外擴(kuò)充的程序存儲(chǔ)器地址編號(hào)應(yīng)由1

33、000H開(kāi)始，如果將8051當(dāng)做8031使用，不想利用片內(nèi)4kROM全用片外存儲(chǔ)器，則地址編號(hào)仍可由0000H開(kāi)始。不過(guò)，這時(shí)應(yīng)使用EA腳，保持低電平。當(dāng)EA為高電平時(shí)，用戶在0000H至0FFFHE圍內(nèi)使用內(nèi)部ROM大于0FFFM,單片機(jī)CPU自動(dòng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器由讀寫(xiě)存儲(chǔ)器RAM組成。其最大容量可擴(kuò)展到64k,用于存儲(chǔ)實(shí)時(shí)輸入的數(shù)據(jù)。8051內(nèi)部有256個(gè)單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其中00H-7FH為內(nèi)部隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM80HFFH為專(zhuān)用寄存器區(qū)。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)首先充分利用內(nèi)部存儲(chǔ)器，從使用角度講，搞清內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和地址分配是十分重要的。因?yàn)閷?lái)在學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)和程序

34、設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)經(jīng)常用到它們。8051內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址由00H至FFH共有256個(gè)字節(jié)的地址空間，該空間被分為兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的地址為00H-7FH（即0127）。而用做特殊功能寄存器的地址為80HFFH在此256個(gè)字節(jié)中，還開(kāi)辟有一個(gè)所謂“位地址”區(qū)，該區(qū)域內(nèi)不但可按字節(jié)尋址，還可按“位（bit）”尋址。對(duì)于那些需要進(jìn)行位操作的數(shù)據(jù)，可以存放到這個(gè)區(qū)域。從00H到1FH安排了四組工作寄存器，每組占用8個(gè)RAM?節(jié)，記為RO-R7。究竟選用那一組寄存器，由前述標(biāo)志寄存器中的RS1和RS球選用。在這兩位上放入不同的二進(jìn)制數(shù)，即可選用不同的寄存器組。特殊功能寄存器（SFR的地址范圍為80HFF

35、H在MC&51中，除程序計(jì)數(shù)器PC和四個(gè)工作寄存器區(qū)外，其余21個(gè)特殊功能寄存器都在這SFR塊中。其中5個(gè)是雙字節(jié)寄存器，它們共占用了26個(gè)字節(jié)。各特殊功能寄存器的符號(hào)和地址。其中帶*號(hào)的可位尋址。特殊功能寄存器反映了8051的狀態(tài)，實(shí)際上是8051的狀態(tài)字及控制字寄存器。用于CPUPSV®是典型一例。這些特殊功能寄存器大體上分為兩類(lèi)，一類(lèi)與芯片的引腳有關(guān)，另一類(lèi)作片內(nèi)功能的控制用。與芯片引腳有關(guān)的特殊功能寄存器是P0P3,它們實(shí)際上是4個(gè)8位鎖存器（每個(gè)I/O口一個(gè)），每個(gè)鎖存器附加有相應(yīng)的輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器就構(gòu)成了一個(gè)并行口。MCS-51共有P0P3四個(gè)這樣的并行口，

36、可提供32根I/O線，每根線都是雙向的，并且大都有第二功能。其余用于芯片控制的寄存器中，累加器A、標(biāo)志寄存器PSW數(shù)據(jù)指針DPT曲的功能前已提及。下面再來(lái)談?wù)撊绾巫寙纹瑱C(jī)如何正常工作。單片機(jī)要正常運(yùn)作，事先需編制程序，再把程序放入存貯器中，然后由CPLM行該程序。程序是由指令組成的，指令的基本組成是操作碼和操作數(shù)。單片機(jī)的品種很多，設(shè)計(jì)時(shí)怎樣表示操作碼和操作數(shù)，都有各自的規(guī)定，再有指令代碼也各不相同，因此，必須對(duì)所選單片機(jī)的全部指令，也就是所謂指令系統(tǒng)”，有足夠的了解。各個(gè)系列的單片機(jī)雖然有不同的指令系統(tǒng)，但也有其共同性。掌握一種單片機(jī)的指令系統(tǒng)，對(duì)其它系列單片機(jī)可以起到觸類(lèi)旁通的作用。MCS

37、-51單片機(jī)應(yīng)用廣泛、派生品種多、具有代表性。所以，這里以MCS-51系列的指令系統(tǒng)為例說(shuō)明指令”的組成和應(yīng)用。例子1,MOVA#20H:這條指令表示把20H這個(gè)數(shù)送入累加器A中（一個(gè)特殊功能寄存器）。例子2,ADDA,70H:這條指令表示把累加器A中的內(nèi)容（在上例中送入的#20H）和存貯器中地址為70H單元中的內(nèi)容（也是一個(gè)數(shù)字），通過(guò)算術(shù)邏輯單元（英文縮寫(xiě)為ALU相加，并將結(jié)果保留在A中。這里MOVAD訴稱(chēng)為操作碼，而A、#20H70H等均稱(chēng)為操作數(shù)。在匯編語(yǔ)言程序中，操作碼通常由英文單詞縮寫(xiě)而成，這樣有助于記憶，所以又稱(chēng)助記符。如MOVft是英文單詞MOV的縮寫(xiě)，含有搬移的意思；而ADC

38、ffl為英文單詞，其意為相加。因此，對(duì)于略懂英語(yǔ)的用戶，掌握單片機(jī)指令的含意是較為方便的。操作數(shù)有多種表示法，如以上的#20H稱(chēng)為立即數(shù)，即20H就是真正的操作數(shù)。而70H是存貯器中某個(gè)單元的地址，在該單元中，放著操作數(shù)（比如說(shuō)是3AH,ADDA70H不是將70H和A中的內(nèi)容相加，而是從存貯器70H單元中將3AH取出和A中的內(nèi)容相加。由上可知，要找到實(shí)際操作數(shù)，有時(shí)就要轉(zhuǎn)個(gè)彎，甚至轉(zhuǎn)幾個(gè)彎，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為尋址4:操作數(shù)放在RAMft個(gè)單元中，該單元的地址又放在寄存器R0或R1中。如果RAM勺地址大于256,則該地址存放在16位寄存器DPTR（數(shù)據(jù)指針）中，此時(shí)在寄存器名前加?號(hào)來(lái)表示這種間接尋址

39、。如MOA,RQ其它還有變址尋址、相對(duì)尋址、位尋址等，待以后再詳細(xì)介紹?？赡苡腥藭?huì)問(wèn)，在指令中直接給出實(shí)際操作數(shù)，不是簡(jiǎn)單明了嗎？為什么還要用其它幾種尋址方式呢？這是因?yàn)樵诰幹瞥绦驎r(shí)很難一下子就給出操作數(shù)。如用單片機(jī)控制溫度時(shí)，時(shí)時(shí)需要將給定的控制溫度（如20C）減去環(huán)境溫度，而環(huán)境溫度時(shí)時(shí)有變化，顯然無(wú)法在程序指令中給出，只有通過(guò)一定方式，將其送入某個(gè)輸入/輸出口，再存放在某個(gè)寄存器中，這就必須用到寄存器尋址。又如要進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，要計(jì)算每班學(xué)員各科成績(jī)的平均值，如果把每個(gè)學(xué)員的各科都編一個(gè)程序，在程序中直接給出該學(xué)員各科成績(jī)，再求平均值，顯然太麻煩。這里可以編一個(gè)求平均成績(jī)的通用程序，把每位

40、學(xué)員的成績(jī)送入存貯器的各個(gè)單元中，這時(shí)可采取直接尋址，一個(gè)程序可供每個(gè)學(xué)員用，不是更方便嗎？所以，尋址方式越多，編制程序就越方便、靈活，適用范圍就越廣，尋址有如找人，如被找的人有手機(jī)、BP機(jī)、座機(jī)電話等多種聯(lián)系方式則就容易找到他，單片機(jī)也是如此，尋址方式越多，找操作數(shù)越方便，單片機(jī)的功能就越強(qiáng)。前面介紹51系列單片機(jī)的尋址方式時(shí)，常遇到單片機(jī)內(nèi)部的一些寄存器、累加器A、通用寄存器RgR7、數(shù)據(jù)指針DPT濟(jì)口存貯器等。在以后介紹指令時(shí)，數(shù)據(jù)就要在這些寄存器、存貯器之間傳送，或者進(jìn)行運(yùn)算。因此，編制程序就需熟悉單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。8051單片機(jī)的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)其基本特性：8位CPU片內(nèi)振蕩器、4k字節(jié)

41、ROM128字節(jié)RAM21個(gè)特殊功能寄存器、32根I/O線可尋址的64k字節(jié)外部數(shù)據(jù)、程序存貯空間、2個(gè)16位定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，中斷結(jié)構(gòu)：具有二個(gè)優(yōu)先級(jí)、五個(gè)中斷源、一個(gè)全雙口串行口位尋址（即可尋找某位的內(nèi)容）功能，適于按位進(jìn)行邏輯運(yùn)算的位處理器。除128字節(jié)RAM4k字節(jié)ROMF口中斷、用行口及定時(shí)器模塊外，還有4組I/O口P0P3,余下白就是CPU的全部組成。把4kROM為EPROM就是8751的結(jié)構(gòu)，如去掉ROM/EPROM分即為8031的框圖，如果將ROMS換為Flash存貯器或EEPRO雌再省去某些I/O,即可得到51系列的派生品種，如89C5«AT89C2051等單片機(jī)的框

42、圖。單片機(jī)各部分是通過(guò)內(nèi)部的總線有機(jī)地連接起來(lái)的。3溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)裝置由DS18B2O系列溫度傳感器，AT89S52單片機(jī)、顯示模塊和繼電器控制模塊主要硬件框架圖見(jiàn)圖（1）FigMreLStructurediagramofsignalwirelesstransmissiDnsystemDS18B20數(shù)字溫度計(jì)提供9-12位攝氏溫度測(cè)量而且有一個(gè)由高低電平觸發(fā)的可編程的不因電源消失而改變的報(bào)警功能。DS18B20通過(guò)一個(gè)單線接口發(fā)送或接受信息，因此在中央處理器和DS18B20之間僅需一條連接線（加上地線）。它的測(cè)溫范圍為-55+125C,并且在-10+85C精度為±5C。除此之

43、外，DS18B20能直接從單線通訊線上汲取能量，除去了對(duì)外部電源的需求。每個(gè)DS18B20IB有一個(gè)獨(dú)特的64位序列號(hào)，從而允許多只DS18B20同時(shí)連在一根單線總線上；因此，很簡(jiǎn)單就可以用一個(gè)微控制器去控制很多覆蓋在一大片區(qū)域的DS18B20這一特性在HVAC環(huán)境控制、探測(cè)建筑物、儀器或機(jī)器的溫度以及過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制等方面非常有用。圖1是表示DS18B20的方框圖，表1已經(jīng)給出了引腳說(shuō)明。64位只讀存儲(chǔ)器儲(chǔ)存器件的唯一片序列號(hào)。高速暫存器含有兩個(gè)字節(jié)的溫度寄存器，這兩個(gè)寄存器用來(lái)存儲(chǔ)溫度傳感器輸出的數(shù)據(jù)。除此之外，高速暫存器提供一個(gè)直接的溫度報(bào)警值寄存器（TH和TL）,和一個(gè)字節(jié)的的配置寄存器

44、。配置寄存器允許用戶將溫度的精度設(shè)定為9,10,11或12位。TH,TL和配置寄存器是非易失性的可擦除程序寄存器（EEPRQM所以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在器件掉電時(shí)不會(huì)消失。DS18B20S過(guò)達(dá)拉斯公司獨(dú)有的單總線協(xié)議依靠一個(gè)單線端口通訊。當(dāng)全部器件經(jīng)由一個(gè)3態(tài)端口或者漏極開(kāi)路端口（DCg唧在DS18B201的情況下）與總線連接的時(shí)候，控制線需要連接一個(gè)弱上拉電阻。在這個(gè)總線系統(tǒng)中，微控制器（主器件）依靠每個(gè)器件獨(dú)有的64位片序列號(hào)辨認(rèn)總線上的器件和記錄總線上的器件地址。由于每個(gè)裝置有一個(gè)獨(dú)特的片序列碼，總線可以連接的器件數(shù)目事實(shí)上是無(wú)限的。單總線協(xié)議，包括指令的詳細(xì)解釋和“時(shí)序”單總線系統(tǒng)。DS18B2

45、0勺另一個(gè)功能是可以在沒(méi)有外部電源供電的情況下工作。當(dāng)總線處于高電平狀態(tài)，DQ與上拉電阻連接通過(guò)單總線對(duì)器件供電。同時(shí)處于高電平狀態(tài)的總線信號(hào)對(duì)內(nèi)部電容（Cp©充電，在總線處于低電平狀態(tài)時(shí)，該電容提供能量給器件。這種提供能量的形式被稱(chēng)為“寄生電源”。作為替代選擇,DS18B20W樣可以通過(guò)VDD5I腳連接外部電源供電DALLAS1182&(DSItB»Zlu8>laz。引腳說(shuō)明GND地DQ-數(shù)據(jù)I/O對(duì)于單線操作：漏極開(kāi)路。當(dāng)工作在寄生電源模式時(shí)用來(lái)提供電源（建“寄生電源”節(jié)）。VDD可選電源電壓NC-無(wú)連接單總線信號(hào)DS18B20需要嚴(yán)格的單總線協(xié)議以確保數(shù)

46、據(jù)的完整性。協(xié)議包括集中單總線信號(hào)類(lèi)型：復(fù)位脈沖、存在脈沖、寫(xiě)0、寫(xiě)1、讀0和讀1。所有這些信號(hào)，除存在脈沖外，都是由總線控制器發(fā)出的。復(fù)位序列：復(fù)位和存在脈沖DS18B20間的任何通訊都需要以初始化序列開(kāi)始，初始化序列見(jiàn)圖13。一個(gè)復(fù)位脈沖跟著一個(gè)存在脈沖表明DS18B20已經(jīng)準(zhǔn)備好發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。MASTER也在初始化序列期間，總線控制器拉低總線并保持480us以發(fā)出（T»一個(gè)復(fù)位脈沖，然后釋放總線，進(jìn)入接收狀態(tài)（RX。單總線由5K上拉電阻拉到高電平。當(dāng)DS18B20探測(cè)到I/O引腳上的上升沿后，等待15-60us,然后發(fā)出一個(gè)由60-240us低電平信號(hào)構(gòu)成的存在脈沖。MAST

47、ERTxRESETPULSE480psminimum!*Vpu.1WIREBUSGNDDS1SB2Owaits15韋。is=*480psmilmlmum*DS18B2OTkpresencepulsea60-240psLINETYPELEGENDBusmasterpullinglowDS1BB20pullinglowResislorpullup讀/寫(xiě)時(shí)序DS18B20的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)是通過(guò)時(shí)序處理位來(lái)確認(rèn)信息交換的。寫(xiě)時(shí)序由兩種寫(xiě)時(shí)序：寫(xiě)1時(shí)序和寫(xiě)0時(shí)序?？偩€控制器通過(guò)寫(xiě)1時(shí)序?qū)戇壿?到DS18B20寫(xiě)0時(shí)序?qū)戇壿?到DS18B2Q所有寫(xiě)時(shí)序必須最少持續(xù)60us,包括兩個(gè)寫(xiě)周期之間至少1us的恢復(fù)時(shí)間

48、。當(dāng)總線控制器把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉到低電平的時(shí)候，寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始（見(jiàn)圖14）?？偩€控制器要生產(chǎn)一個(gè)寫(xiě)時(shí)序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始后的15us釋放總線。當(dāng)總線被釋放的時(shí)候，5K的上拉電阻將拉高總線?？偪刂破饕梢粋€(gè)寫(xiě)0時(shí)序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并持續(xù)保持（至少60us）o總線控制器初始化寫(xiě)時(shí)序后，DS18B20在一個(gè)15us到60us的窗口內(nèi)對(duì)I/O線采樣。如果線上是高電平，就是寫(xiě)1。如果線上是低電平，就是寫(xiě)0。DS18B2O系列溫度傳感器將溫度模擬量轉(zhuǎn)化為帶正負(fù)號(hào)的數(shù)字量（由16位補(bǔ)碼表示，容量2字符），輸出管腳直接與單片機(jī)P1.2相連，Ri為上拉電阻，傳感器使用外置電源供電。P1.7接繼電器，P0口接LE