智能環(huán)境參數(shù)檢測儀

摘要溫度是一個基本的物理量，幾乎所有的科研和生產(chǎn)過程都和溫度息息相關。準確獲取系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)有助于對設備儀器的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，因而，準確地測量和控制溫度，對于獲得正確的科研數(shù)據(jù)和保證產(chǎn)品質量都十分重要。本論文研究設計出一套多點溫度測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有測量精度高，控制范圍廣，抗干擾能力強等特點，可適用于科學研究及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等不同領域對溫度測量的需求。在本文中，先分析了現(xiàn)有的幾種不同的溫度測試方法，并在對比各種不同方法的優(yōu)缺點的基礎上，考慮系統(tǒng)本身測試要求以及精度速度等指標要求，選擇數(shù)字溫度計DS18B20作為本系統(tǒng)的傳感器，采用LCD1602液晶雙行顯示芯片，分別顯示溫度傳感器的測量溫度值、溫度最高上限值和測量時間的預設值。在選型的基礎上設計了硬件系統(tǒng)以及相應的檢測系統(tǒng)，通過綜合調試，實現(xiàn)系統(tǒng)的測試和報警功能。關鍵字：多多點溫度度傳感器器網(wǎng)絡，單單片機，溫度測量ABSTRRACTTTempeerattureeissabassicphyssicaalffacttor,,allmosstaalloftheesccienntifficanddinndusstryywoorkhavveaawaaywwithhteempeeratturee.Obttainninggthheseepaarammeteerccorrrecttlycannheelpustogaiinttheinsstruumennt’ssstatte..So,,hoowttocconttrollteempeerattureeacccurrateely,,issveeryimpporttanttinnsccienntifficressearrchanddinndusstryyquualiity..Inthhissittuattionn,ddesiignanddimmpleemenntooneapppliccabllessysttemwhiichcannwaatchhmeeasuureanddcoontrroltheeteempeerattureeanndtthemeaasurringgreesulltsisreaalttimeeanndtthepreecissionnissgrreattissmooreesssenttiall.IItttakeesaagrreattofftrroubblessfoorttheinddusttry--conntroolleerstomakkeddeciisioon..Thiisppapeerffirsstaanallyzeedssomeekiindssoffmeethoodaabouutttesttinggthhettempperaaturreaandtheehuumiddityy.TThennbaalanncetheediiffeerenntmmethhod’’sddisaadvaantaagess,aadvaantaagess,aandtheeussinggsyysteem’smmeteeraggereqquirremeentaboouttheeprreciisioon,,tesstinngrratee,aandsoon.AnndtthennchhoossinggthheddigiitallthhermmomeeterrDSS18BB20..AnddseetttheTI’sMMCU,,LCDD16002,aasmmainnprroceessoor..Bassedonthiiswworkk,ddesiigneedaahaardwwareeciircuuit.Thhiscirrcuiitccanachhievvetthetesstinngffuncctioon..Weuseethhettempperaaturrecchesstttoddemaarcaatetheesyysteem.Keywwordds:MMultti-PPoinntTTempperaaturreSSenssorNettworrk,sinnglee-chhipmiccroccompputeer，TTempperaaturremmeassureemennt目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章引言言11.1概述述11.2目目前國內(nèi)內(nèi)外研究究現(xiàn)狀111.3課課題設計計的目的的和意義義21.4論論文主要要內(nèi)容331.5多多點溫度度測量系系統(tǒng)整體體結構分分析4第2章多點點環(huán)境監(jiān)監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)的總體體設計552.1具體體方案552.2系統(tǒng)統(tǒng)主要技技術參數(shù)數(shù)62.3本論論文中元元器件的的選擇772.3.11數(shù)字溫溫度傳感感器概述述7DS118B220性能能參數(shù)介介紹8DS118B220的測測溫原理理10DS118B220自動動搜索算算法111DS118B220編程程設計1142.3.22ATT89SS52微微控制器器相關介介紹2222.3.33DMM-16602液液晶顯示示器簡介介242.3.44MAAX2332串口口芯片簡簡介299第3章系統(tǒng)統(tǒng)的硬件件結構設設計及程程序編程程313.1穩(wěn)壓壓電路設設計3113.1.11穩(wěn)壓電電源的組組成3113.1.22穩(wěn)壓壓電路設設計3223.2溫溫度數(shù)據(jù)據(jù)處理算算法分析析及程序序設計3333.2.11溫度度數(shù)據(jù)處處理算法法333.2.22溫度度數(shù)據(jù)處處理子程程序3553.3DDM-116022液晶接接口電路路373.4串口口通信電電路設計計383.4.11MCCU與MAXX2322通信電電路設計計383.4.22串口口通信方方式3993.4.33串口口通信波波特率計計算4113.4.44串口口通信硬硬件連接接電路4443.5外圍圍電路設設計4553.5.11時鐘鐘電路設設計4553.5.22復位位電路設設計4663.5.33聲光報報警電路路473.5.44程序序流程圖圖48第4章結論論49參考文獻550致謝52附錄53外文資料原原文666譯文77第1章引引言1.1概述述環(huán)境監(jiān)控是是一個重重要的課課題，特特別是在在工業(yè)應應用場合合中。通通過對設設備儀器器的工作作狀況的的監(jiān)控，能能夠檢測測設備儀儀器的各各種的工工作異常常情況，從從而避免免設備儀儀器由于于環(huán)境的的惡化而而出現(xiàn)故故障而蒙蒙受經(jīng)濟濟損失；；而設備備儀器一一般都有有一定的的溫度的的環(huán)境因因數(shù)特性性，在不不同的工工作環(huán)境境下其性性能會有有稍微的的變化，在在精密的的儀器和和設備中中，這種種性能的的變化往往往是噪噪聲系統(tǒng)統(tǒng)的誤差差，從而而降低了了系統(tǒng)的的性能,,這種變變化可以以看成固固定的變變化，可可以通過過補償?shù)牡姆椒ㄐ扌拚蛘哒呦?，從從而提高高系統(tǒng)的的性能穩(wěn)穩(wěn)定性。所所以有必必要通過過某種方方法檢測測不同的的環(huán)境參參數(shù)，諸諸如溫度度、濕度度、電網(wǎng)網(wǎng)電壓、電電磁干擾擾等。1.2目目前國內(nèi)內(nèi)外研究究現(xiàn)狀目前溫度檢檢測儀表表種類繁繁多，常常用的溫溫度檢測測儀表如如圖1--1所示示。圖1-1常見溫溫度檢測測儀表近年來，隨隨著工業(yè)業(yè)生產(chǎn)效效率的不不斷提高高，自動化化水平與與范圍的的不斷擴擴大，對溫度度檢測技技術的要要求也愈愈來愈高高，各國專專家都在在有針對對性地競競相開發(fā)發(fā)各種特特殊而實實用的測測溫技術術，并取得得了重大大進展。新新一代溫溫度檢測測元件如如圖1--2所示示。圖1-2新一代代溫度檢檢測元件件1.3課課題設計計的目的的和意義義各種環(huán)境參參數(shù)中，其其中最關關鍵也最最常見的的一個參參數(shù)就是是溫度參參數(shù)。在在實際應應用中，由由于設備備的溫度度過高或或者過低低,造成成的工作作故障比比比皆是是，在普普通的工工作場合合中，可可以通過過溫度計計人為的的檢測環(huán)環(huán)境的溫溫度，但但是這種種方法不不方便，并并且精度度不高，操操作性差差，無法法實現(xiàn)全全自動生生產(chǎn)。特特別在對對于可靠靠性要求求很高的的生產(chǎn)場場合中，是是不允許許有差錯錯的出現(xiàn)現(xiàn)，因為為溫度造造成的故故障會帶帶來非常常惡劣的的效果。所所以在現(xiàn)現(xiàn)代的工工業(yè)場所所中，大大體上都都是采用用溫度濕濕度自動動控制系系統(tǒng)，通通過總線線把各個個地方的的溫濕度度信息送送到集中中處理計計算機,,進行監(jiān)監(jiān)控。傳統(tǒng)的方式式一般采采用熱電電偶或熱熱電阻，其其輸出的的模擬信信號，需需要經(jīng)AA/D轉轉換后才才能送入入單片機機等微處處理器，這這樣的硬硬件電路路結構復復雜，制制作成本本較高。近近年來，各各種新型型溫度傳傳感器和和測量方方法大量量出現(xiàn)并并成功應應用。單單總線數(shù)數(shù)字式智智能型傳傳感器技技術徹底底改變了了傳統(tǒng)的的溫度測測量方法法，在糧糧庫測溫溫系統(tǒng)、冷冷庫測溫溫系統(tǒng)、智智能化建建筑控制制系統(tǒng)、中中央空調調系統(tǒng)等等多種系系統(tǒng)中都都需要多多點溫度度測量系系統(tǒng)。因因此，多多點溫度度測量技技術實現(xiàn)現(xiàn)尤為重重要。本課題基于于以上的的目標,,制作一一個綜合合的測試試系統(tǒng)，可可以同時時檢測多多路系統(tǒng)統(tǒng)的溫度度信息,,并將溫溫度信息息實時的的上傳到到上位機機以供后后續(xù)處理理?；谟贏T889C552單片機機、C語語言和DDS188B200傳感器器的多點點溫度測測量系統(tǒng)統(tǒng)設計，并對系系統(tǒng)實際際運行的的結果數(shù)數(shù)據(jù)進行行分析。論文研究在理論和實踐方面均具有重要意義，主要表現(xiàn)在：1.降低測測量成本本。測量量現(xiàn)場的的智能傳傳感器測測得被測測對象的的數(shù)據(jù)信信息后，通通過網(wǎng)絡絡傳輸給給精密測測控儀器器或高檔檔次微機機去分析析處理，既既節(jié)約了了人力物物力，又又提高了了貴重復復雜設備備的利用用效率。2.提高了了測量精精度。論論文通過過溫度傳傳感器DDS188B200提取112Biit溫度度數(shù)據(jù)，進進行計算算處理，使使溫度數(shù)數(shù)據(jù)可精精確到小小數(shù)點后后4位，這這在科學學研究及及工農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)中中都具有有重要價價值。3.實現(xiàn)了了報警測測控和資資源共享享。添加加了蜂鳴鳴器模塊塊，設置置了溫度度的限度度并且在在PC終終端上進進行測量量和數(shù)據(jù)據(jù)采集，可可以遠程程監(jiān)控過過程和數(shù)數(shù)據(jù)，使使測量跨跨越了空空間和時時間的限限制，并并且能實實現(xiàn)測量量設備和和測量信信息等資資源的共共享。1.4論論文主要要內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)有測測溫系統(tǒng)統(tǒng)的缺點點，我們們提出了了一種新新型的測測溫方案案，具有有以下44個特性性：1.采用新新型的數(shù)數(shù)字溫度度傳感器器，簡化化測溫電電路。2.數(shù)字信信號傳輸輸，利于于有干擾擾現(xiàn)場的的應用。3.建立溫溫度采集集電路和和PC機機之間的的串行通通信，實實現(xiàn)溫度度數(shù)據(jù)的的實時傳傳輸；并并設計了了溫度信信息數(shù)據(jù)據(jù)庫，實實現(xiàn)對溫溫度信息息的存查查詢、顯顯示和報報表打印印等功能能，方便便溫度場場的分析析和模擬擬。4.最大限限度地減減少布線線工作量量，降低低系統(tǒng)的的資金投投入。為了達到上上述4個個目標，我我們提出出了多點點智能測測溫系統(tǒng)統(tǒng)的方案案，并為為這個方方案的實實施找到到了技術術上的支支持：1）選擇DDALLLAS公公司生產(chǎn)產(chǎn)的DSS18BB20作作為數(shù)字字溫度傳傳感器，一一條單總總線上可可掛接多多個DSS18BB20，很很方便地地組成多多點測溫溫系統(tǒng)，分分辨率可可達0..06225℃；且省省去了傳傳統(tǒng)的AA/D轉轉換單元元，簡化化測溫電電路。2）設計了了實用的的雙層總總線結構構，分別別是室內(nèi)內(nèi)測溫層層和溫度度數(shù)據(jù)傳傳輸層。3）采用單單總線作作為室內(nèi)內(nèi)測溫層層總線，簡簡化布線線工作；；通過RRS2332總線線實現(xiàn)溫溫度采集集電路和和PC機之之間的串串行通信信。實時溫度高高精度測測量，本本系統(tǒng)能能夠通過過多個溫溫度傳感感器(33x7的的矩陣))實時檢檢測被測測對象的的溫度信信息，測測量精度度精確到到小數(shù)點點后4位位。在測測量現(xiàn)場場通過LLCD顯顯示模塊塊SMCC16002A進進行本地地顯示。根根據(jù)實際際需要，所所檢測的的溫度點點數(shù)是可可以擴展展的。1.5多多點溫度度測量系系統(tǒng)整體體結構分分析論文研制的的基于智智能傳感感器的多多點溫度度測量系系統(tǒng)的整整個測量量系統(tǒng)的的結構框框圖如圖圖1-33。圖1-3測量系系統(tǒng)的結結構框圖圖其主要功能能是在現(xiàn)現(xiàn)場對被被測溫度度進行采采集、計計算和處處理，其其中主要要包括以以下5個個部件的的設計：：a)穩(wěn)壓電電源；b)液晶顯顯示模塊塊；c)溫度處處理控制制模塊；；d)串行接接口；e)溫度傳傳感器網(wǎng)網(wǎng)絡。第2章多多點環(huán)境境監(jiān)測系系統(tǒng)的總總體設計計2.1具體體方案我們不難發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場場總線的的數(shù)字化化正好解解決了本本系統(tǒng)要要求的第第1、22特性，而而現(xiàn)場總總線所具具有的多多點通信信的功能能又為第第3、44項特性性的實現(xiàn)現(xiàn)掃清了了道路。因因此，能能否選擇擇一種適適合于多多點溫度度測量系系統(tǒng)的總總線結構構就成為為本系統(tǒng)統(tǒng)成敗的的關鍵。目目前國際際上的現(xiàn)現(xiàn)場總線線種類繁繁多，沒沒有統(tǒng)一一的標準準。既然然系統(tǒng)設設計是為為了完成成預期的的功能，那那么我們們完全可可以自主主構建一一個總線線結構。溫度傳感器器的選擇擇是本系系統(tǒng)的關關鍵。由由于智能能溫度傳傳感器采采用數(shù)字字化技術術，能以以數(shù)據(jù)形形式輸出出被測溫溫度值，具具有測溫溫誤差小小、分辨辨力高、抗抗干擾能能力強、用用戶可設設定溫度度上下限限、具有有超限自自動報警警功能，并并且?guī)Т锌偩€線接口，適適配各種種微控制制器，因因此我們們采用智智能溫度度傳感器器。我們們采用DDALLLAS半半導體公公司生產(chǎn)產(chǎn)的新型型數(shù)字溫溫度傳感感器DSS18BB20。因因為和其其他數(shù)字字溫度傳傳感器相相比，它更適適合本系系統(tǒng)，比比較結果果見表22-1所所示?？梢奃S118B220具有有測溫準準確度高高、總線線掛接負負載能力力強的優(yōu)優(yōu)勢。它它集溫度度測量、報報警監(jiān)測測和數(shù)據(jù)據(jù)通信多多種功能能于一體體，并且且兼容于于DALLLASS公司提提出的單單總線，可可以很方方便的組組成底層層總線。由由于這層層總線的的主要功功能是完完成變風風量空調調實驗室室內(nèi)溫度度的檢測測，所以以稱之為為測溫層層總線。表2-1數(shù)字溫溫度傳感感器的比比較傳感器使用總線測溫準確度度測量范圍（℃）總線最多掛掛接傳感感器數(shù)量量LM75I^2C3℃-25~++10008LM74SPI3℃-55~++12558MAX655751-Wirre0.8℃-55~++12558DS182201-Wirre0.5℃-55~++125580~1000DS18BB201-Wirre0.5℃-55~++125580~1000，分分辨力可可編程測溫層總線線由ATT89CC52單單片機進進行控制制，單片片機完成成對總線線上所有有DS118B220發(fā)布布命令和和接收數(shù)數(shù)據(jù)。另另外，它它還是溫溫度傳輸輸層總線線不可缺缺少的一一部分。單單片機在在獲取溫溫度數(shù)據(jù)據(jù)后需要要進一步步和PCC機通信信。本系系統(tǒng)中只只有一個個單片機機和PCC進行串串行數(shù)據(jù)據(jù)通信，通通信距離離在100m以內(nèi)內(nèi)，因此此選擇RRS-2232標標準作為為串行數(shù)數(shù)據(jù)通信信的物理理層協(xié)議議。這層層總線結結構主要要實現(xiàn)溫溫度數(shù)據(jù)據(jù)的傳輸輸，所以以稱之為為溫度傳傳輸層總總線。系統(tǒng)的總體體結構框框圖如圖圖2-11所示。AAT899C522單片機機P1口口的8條條口線作作為8條條單總線線，每條條單總線線上掛接接DS118B220，因因此完全全可以滿滿足此系系統(tǒng)溫度度場測量量的需要要。圖2-1測溫系系統(tǒng)總體體結構框框圖2.2系統(tǒng)統(tǒng)主要技技術參數(shù)數(shù)系統(tǒng)主要技技術參數(shù)數(shù)：1、檢測范范圍：00.000~999.9℃℃2、可擴充充到：--55~~+1225℃3、檢測誤誤差：±±0.55℃4、采樣速速率：≤≤30分分鐘5、硬件平平臺:微微型計算算機采用用普通的的PC機機6、軟件平平臺(1)Wiindoows操操作系統(tǒng)統(tǒng)(2)應用用軟件①溫度數(shù)據(jù)據(jù)的采集集與處理理②數(shù)據(jù)的串串行通信信與存儲儲功能2.3本論論文中元元器件的的選擇2.3.11數(shù)字溫溫度傳感感器概述述在20世紀紀90年年代中期期最早推推出的智智能溫度度傳感器器，采用用的是88位A//D轉換換器，其其測溫精精度較低低，分辨辨率只能能達到11℃。目前前國外己己相繼推推出多種種高精度度、高分分辨率的的數(shù)字溫溫度傳感感器，所所采用的的是9~~12位位A/DD轉換器器，分辨率率一般可可達0..5~00.06625℃℃。由美美國DAALLAAS半導導體公司司新研制制的DSS16224型高高分辨率率數(shù)字溫溫度傳感感器，能能輸出113位二二進制數(shù)數(shù)據(jù)，其其分辨率率高達00.0331255℃，測溫溫精度為為±0.22℃。為了了提高多多通道數(shù)數(shù)字溫度度傳感器器的轉換換速率，也也有的芯芯片采用用調整逐逐次逼近近式A//D轉換換器。以以AD778177型5通通道數(shù)字字溫度傳傳感器為為例，它它對本地地傳感器器、一路路遠程傳傳感器的的轉換時時間分別別為277us、99us。新新型數(shù)字字溫度傳傳感器的的測試功功能也在在不斷增增強。例例如，DDS16629型型單線數(shù)數(shù)字溫度度傳感器器增加了了實時日日歷時鐘鐘(RTTC),,使其功功能更加加完善。DDS16624還還增加了了存儲功功能，利利用芯片片內(nèi)部2256BBytee的E^^2PRROM存存儲器，可可存儲用用戶的短短信息。另另外，數(shù)數(shù)字溫度度傳感器器正從單單通道向向多通道道的方向向發(fā)展,,這就為為研究和和開發(fā)多多路溫度度測控系系統(tǒng)創(chuàng)造造了良好好條件。數(shù)數(shù)字溫度度傳感器器都具有有多種工工作模式式可供選選擇，主主要包括括單次轉轉換模式式、待機機模式，有有的還增增加了低低溫極限限擴大模模式，操操作非常常簡便。對對某些數(shù)數(shù)字溫度度傳感器器而言，主主機(外外部微處處理器或或單片機機)還可可通過相相應的寄寄存器來來設定其其A/DD轉換速速率(典典型產(chǎn)品品為MAAS66625))。數(shù)字字溫度控控制器適適配各種種微控制制器，構構成智能能化溫控控系統(tǒng);;他們還還可以脫脫離微控控制器單單獨工作作，自行構構成一個個溫控儀儀。目前，數(shù)字字溫度傳傳感器的的總線技技術也實實現(xiàn)了標標準化、規(guī)規(guī)范化，所所采用的的總線主主要有單單線(ll-wiire))總線、II^2CC總線、SSMBBUS總總線和SSPI總總線。溫溫度傳感感器作為為從機可可通過專專用總線線接口與與主機進進行通信信。數(shù)字字溫度傳傳感器的的特點是是能輸出出溫度數(shù)數(shù)據(jù)及相相關的溫溫度控制制量，適適合各種種微控制制器(MMCU))；并且且它是在在硬件的的基礎上上通過軟軟件來實實現(xiàn)測量量功能的的，其智智能化程程度也取取決于軟軟件的開開發(fā)水平平。本論文研制制的溫度度檢測系系統(tǒng)要檢檢測的溫溫度范圍圍為0..00000℃~999.00000℃℃，可選選用的常常用溫度度傳感器器有集成成溫度傳傳感器、熱熱電偶、熱熱電阻等等。集成成溫度傳傳感器((如ADD5900、DSS18BB20等等)使用用方便，信信號易于于調理，它它們的測測溫范圍圍普遍窄窄，一般般在2000℃以下，基基本可以以滿足要要求。熱熱電偶是是工業(yè)上上最常用用的溫度度檢測元元件之一一，其優(yōu)優(yōu)點是測測量精度度高、測測量范圍圍廣，常常用的熱熱電偶從從-500℃~+116000℃均可連連續(xù)測量量。但需需要采用用電路或或軟件設設計等修修正方法法來補償償冷端tt0≠0℃時對測測溫的影影響，使使用不便便。熱電電阻也是是最常用用的一種種溫度傳傳感器。它它的主要要特點是是測量精精度高,,性能穩(wěn)穩(wěn)定,使使用方便便，測量量范圍為為-2000℃~6000℃，完全全滿足要要求，考考慮到鉑鉑電阻的的測量精精確度是是最高的的，但在在價格方方面偏貴貴，所以以本課題題最終選選擇DSS18BB20作作為實際際應用的的溫度傳傳感器。DS18BB20數(shù)數(shù)字溫度度傳感器器是DAALLAAS公司司生產(chǎn)的的1-WWiree，即單單總線器器件，具具有線路路簡單、體體積小的的特點。因因此用它它來組成成一個測測溫系統(tǒng)統(tǒng)，具有有線路簡簡單、能能耗低、可可靠性高高的優(yōu)點點。DSS18BB20本本身包括括寄生電電源、溫溫度傳感感器、664biit激光光ROMM單線接接口、存存放中間間數(shù)據(jù)的的高速暫暫存器((內(nèi)含便便箋式RRAM))、存儲儲與控制制邏輯、用用于存儲儲用戶數(shù)數(shù)據(jù)的溫溫度上下下限值的的TH和和TL觸觸發(fā)器、結結構寄存存器8bbit循循環(huán)冗余余校驗碼碼(CRRC)發(fā)發(fā)生器等等8部分分。它通通過編程程可實現(xiàn)現(xiàn)9Biit至112Biit的數(shù)數(shù)字值讀讀數(shù)方式式，在993.775mss和7550mss內(nèi)，能能將溫度度值轉化化為9BBit和和12BBit的的數(shù)字量量。而且且DS118B220與單單片機之之間的通通信是利利用1--Wirre方式式，只要要在編程程方面多多注意這這個傳感感器的時時序問題題，就能能大大簡簡化這個個系統(tǒng)的的硬件規(guī)規(guī)模，使使系統(tǒng)結結構更趨趨簡單，同同時，可可靠性更更高。并并且能準準確地讀讀取溫度度信號,,進而后后續(xù)處理理。所以以選擇DDS188B200作為本本論文的的溫度傳傳感器很很符合設設計思路路。DS118B220性能能參數(shù)介介紹DS18BB20溫溫度傳感感器特點點如下：：(1)獨特特的單線線接口僅僅需一個個端口引引腳進行行通訊。(2)在DDS188B200中的每每個器件件上都有有獨一無無二的664位的的序列號號存儲在在內(nèi)部存存儲器中中。(3)實際際應用中中不需要要外部任任何元器器件即可可實現(xiàn)測測溫，簡簡單地多多點分布布式測溫溫應用。(4)測量量溫度范范圍在--55℃℃到+1125℃℃之間。(5)可通通過數(shù)據(jù)據(jù)線供電電。供電電范圍為為3.00V~55.5VV。(6)數(shù)字字溫度計計的分辨辨率用戶戶可以從從9位到到12位位選擇。(7)用戶戶可定義義的非易易失性溫溫度報警警設置，內(nèi)內(nèi)部有溫溫度上、下下限告警警設置。T0-922封裝的的DS118B220溫度度傳感器器的引腳腳排列見見圖2--2所示示。圖2-2DS118B220引腳腳圖DS18BB20溫溫度傳感感器的引引腳功能能描述如如表2--2所示示。表2-2DS118B220引腳腳功能描描述8引腳封裝裝0-9封裝裝符號說明51GND接地。42DQ數(shù)據(jù)輸入//輸出引引腳。對對于單線線操作：：漏極開開路。當當工作在在寄生電電源模式式時用來來提供電電源（建建“寄生電電源”節(jié)）33VDD可選的VDDD引腳腳。工作作與寄生生電源模模式時VVDD必必須接地地。DS18BB20內(nèi)內(nèi)部結構構如圖22-3所所示，主主要由44部分組組成：664biitROOM、溫溫度傳感感器、非非揮發(fā)的的溫度報報警觸發(fā)發(fā)器THH和TLL、配置置寄存器器。圖2-3DS118B220內(nèi)部部結構圖圖DS118B220的測測溫原理理DS18BB20的的測溫原原理如圖圖2-44所示，它運用用了一種種將溫度度直接轉轉換為頻頻率的時時鐘計數(shù)數(shù)法。圖圖2-44中低溫溫度系數(shù)數(shù)振蕩器器的振蕩蕩頻率受受溫度影影響很小小，用于于產(chǎn)生固固定頻率率的脈沖沖信號送送給減法法計數(shù)器器1；高高溫度系系數(shù)振蕩蕩器隨溫溫度變化化其振蕩蕩頻率明明顯改變變，所產(chǎn)產(chǎn)生的信信號作為為減法計計數(shù)器22的脈沖沖輸入。計計數(shù)器11和溫度度寄存器器被預置置在-555℃所對應應的基數(shù)數(shù)值。計計數(shù)器11對低溫溫度系數(shù)數(shù)振蕩器器產(chǎn)生的的脈沖信信號進行行減法計計數(shù)，當當計數(shù)器器1的預預置值減減到0時時，溫度度寄存器器中的值值將加11，計數(shù)數(shù)器1的的預置將將重新被被裝入，計計數(shù)器11重新開開始對低低溫度系系數(shù)振蕩蕩器產(chǎn)生生的脈沖沖信號進進行計數(shù)數(shù)，如此此循環(huán)，直直到計數(shù)數(shù)器2計計數(shù)到00時，停停止溫度度寄存器器值的累累加，此此時溫度度寄存器器中的數(shù)數(shù)值即為為所測溫溫度，斜斜率累加加器用于于補償和和修正測測溫過程程中的非非線性,,其輸出出用于修修正減法法計數(shù)器器1的預預置值。圖2-4DS118B220測溫溫原理框框圖DS118B220自動動搜索算算法由于系統(tǒng)使使用了多多片DSSl8BB20構構成溫度度傳感器器網(wǎng)絡，因因此，如如何準確確、有效效地對每每一溫度度傳感器器進行尋尋址成為為該系統(tǒng)統(tǒng)設計的的一個核核心問題題。結合合DSll8B220的實實際特點點和系統(tǒng)統(tǒng)的需求求，提出出如下解解決方案案：首先利利用DSSl8BB20的的內(nèi)部報報警上限限寄存器器(如表表2-3所示，以以下簡稱稱“TH寄寄存器”)存放放溫度傳傳感器的的編號，并并將其編編號貼在在溫度傳傳感器表表面。由由于THH寄存器器具有掉掉電不丟丟失數(shù)據(jù)據(jù)功能，因因此，便便把每片片DSll8B220的唯唯一644位注冊冊碼及其其編號一一一對應應起來。這這一過程程需要對對DS118B220進行行單獨編編程。然然后，將將確定好好編號的的溫度傳傳感器接接入單線線網(wǎng)絡，利利用DSS18BB20特特有的單單線網(wǎng)絡絡自動搜搜索功能能，即可可搜尋到到每片DDSl88B200的注冊冊碼，再再利用該該注冊碼碼和相應應的ROOM操作作指令，即即可從每每片DSSl8BB20的的TH寄寄存器中中讀出相相應的設設定編號號，實現(xiàn)現(xiàn)每片DDSl88B200的尋址址功能。下下面重點點介紹一一下該自自動搜索索功能。每每片DSSl8BB20有有唯一的的64位位注冊碼碼，存儲儲在只讀讀存儲器器(ROOM)中中，其結結構如下下：表2-3TTH寄存存器MSB64位注冊冊碼LSB8位CRCC校驗碼碼48位序列列號8位家庭碼碼其中低8位位是產(chǎn)品品的工廠廠代碼((DSll8B220為228H))，接著著是每個個器件的的唯一序序號，共共48位位，最高88位是前前56位位的循環(huán)環(huán)冗余校校驗碼。這這就準許許總線主主機對總總線上特特定的DDS188B200進行尋尋址。只只有與664位注注冊碼嚴嚴格相符符的DSS18BB20，才才能對后后續(xù)的操操作作出出反應。所所有與664位注注冊碼不不符的DDSl88B200將等待待復位脈脈沖。搜搜索算法法首先通通過復位位和在線線應答脈脈沖時序序將單線線總線上上的所有有DS118B220復位位。成功功地執(zhí)行行該操作作后發(fā)送送1字節(jié)節(jié)的搜索索命令，使所有有連接到到單總線線的DSSl8BB20準準備就緒緒，開始始進行搜搜索操作作。搜索索命令發(fā)發(fā)出之后后，開始始實際的的搜索過過程。首先，總線線上的所所有DSSl8BB20同同時發(fā)送送注冊碼碼中的第第1位((最低有有效位，參參見上述述DSll8B220內(nèi)部部64位位注冊碼碼結構))。按照照單總線線的特性性，當所所有DSS18BB20同同時應答答主機時時,結果果相當于于全部被被發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)位的的邏輯“與”。DSS18BB20發(fā)發(fā)送其注注冊碼的的第1位位后，主主機啟動動下一位位操作，接接著DSS18BB20發(fā)發(fā)送第11位數(shù)據(jù)據(jù)的補碼碼。從兩兩次讀到到的數(shù)據(jù)據(jù)位可以以對注冊冊碼的第第1位作作出幾種種判斷，如如表2--4所列列。然后，主機機向總線線上的所所有器件件發(fā)回一一個指定定位。如如果DSS18BB20中中注冊碼碼的當前前位的值值與該數(shù)數(shù)據(jù)位匹匹配，則則繼續(xù)參參與搜索索過程；；若DSS18BB20的的當前位位與之不不匹配，則則該器件件轉換到到等待狀狀態(tài)并保保持等待待狀態(tài),,直到下下一個復復位信號號到來。其其余633位注冊冊碼的搜搜索依然然按照這這種讀22位寫ll位的模模式進行行重復操操作。按按照這種種搜索算算法進行行下去,,最終除除了唯一一一個DDS188B200外，所所有DSS18BB20將將進入等等待狀態(tài)態(tài)，經(jīng)過過最后一一輪檢測測就可得得到最后后保留未未進入等等待狀態(tài)態(tài)的DSS18BB20的的注冊碼碼。在后后續(xù)搜索索過程中中選用不不同的路路徑或分分支來查查找其他他器件的的注冊碼碼，即可可完成所所有器件件注冊碼碼的識別別。表2-4兩次數(shù)數(shù)據(jù)位與與結論對對照表位（實際值值）位（補碼）結論00當前位既有有0，又又有1，存存在差異異01當前位均為為010當前位均為為111總線上沒有有器件響響應DS18BB20內(nèi)內(nèi)部存儲儲器如圖圖2-55所示。它它由便箋箋式RAAM和非非易失性性可電擦擦寫E^^2RAAM組成成。DS18BB20的的高速暫暫存寄存存器的存存儲分配配圖：圖2-5DS118B220高速速暫存寄寄存器的的存儲分分配圖高速便箋式式存儲器器中的第第4個字字節(jié)為配配置寄存存器，它的內(nèi)內(nèi)容用于于確定溫溫度轉換換的分辨辨率。該該字節(jié)各各位的定定義如下下：TMR1R011111MSBLLSB第0~4位位在寫操操作時不不予考慮慮，讀出出時總是是“1”；第77位是測測試模式式位，用用于設置置DS118B220在工工作模式式還是在在測試模模式，在在DS118B220出廠廠時該位位被設置置為0，即即工作模模式，用用戶不要要去改動動，R11、R00是可編編程溫度度分辨率率位。通通過對這這兩位進進行不同同的編程程，可設設定不同同的溫度度分辨率率和最大大轉換時時間，詳詳見表22-5。由表2-55可見，設設定的分分辨率越越高，所所需要的的溫度數(shù)數(shù)據(jù)轉換換時間就就越長。因因此，在在實際應應用中要要在分辨辨率和轉轉換時間間之間權權衡考慮慮。DSS18BB20出出廠在RR1和RR0均被被配置為為“1”，即工工作在112位模模式下。表2-5設定分分辨率和和最大轉轉換時間間R1R0DS18BB20的的工作模模式溫度分辨率率/℃最大轉換時時間（mms）0090.593.75501100.25187.5510110.125537511120.06225750當DS188B200接收到到溫度轉轉換命令令后，開開始啟動動轉換，轉轉換完成成后的溫溫度值就就以166位帶符符號擴展展的二進進制補碼碼形式存存儲在高高速暫存存存儲器器的第00、1字字節(jié)。在在執(zhí)行讀讀便箋RRAM命命令后，可可將這兩兩個字節(jié)節(jié)的溫度度值傳送送給總線線命令者者。DSS18BB20工工作在112位模模式下，溫溫度字節(jié)節(jié)的位定定義如下下：SSSSS2^62^52^4MSB高字字節(jié)LSBB2^32^22^12^02^-12^-22^-32^-4MSB低低字節(jié)LSSB其中S為符符號位，SS為0時時代表溫溫度值為為正，SS為1時時代表溫溫度值為為負。當DS188B200工作模模式依次次選擇111位、110位和和9位時時，末尾尾為零的的低位數(shù)數(shù)就分別別對應于于一位、兩兩位和三三位，舉舉例說明明，當工工作模式式選擇110位時時，最低低兩位((即2一一4位和和2一33位)均均為?？偪傆行晃蛔兂?10位。其其中，數(shù)數(shù)字位占占9位，符符號位占占1位。對對應的溫溫度計算算=當符符號位SS=0時時，直接接將二進進制數(shù)轉轉換為十十進制，乘乘以相應應的溫度度分辨率率即可，當當S=11時，先先把166位二進進制數(shù)求求補碼后后轉化成成十進制制數(shù)，然然后乘以以相應的的溫度分分辨率并并在前面面加上負負號即可可。DSS18BB20工工作在112位分分辨力時時初始值值默認為為+855℃，部分分溫度與與數(shù)字輸輸出的對對應關系系見表22-6。表2-6DS118B220溫度度與數(shù)字字輸出的的對應關關系溫度（℃）數(shù)字輸出（二二進制）數(shù)字輸出（十十六進制制）+1250000011111110110000007D0+85000001001001011000000550+25.006255000000001110011000010191+10.11250000000001101000001000A2+0.50000000000000001000000080000000000000000000000000-0.511111111111111110000FFF8-10.112511111111100101111110FF5E-25.00625511111111000110011111FE6F-5511111100011001100000FC90非易失性溫溫度報警警觸發(fā)器器TH和和TL，可可通過軟軟件寫入入用戶設設定的報報警上、下下限。在在完成溫溫度轉換換后，DDS188B200就把測測得的溫溫度值TT同THH、TLL作比較較。若TT>THH或T<<TL，則則將該器器件的報報警標志志置位，并并對總線線命令者者發(fā)出的的報警搜搜索命令令作出響響應。DS118B220編程程設計由于DS118B220采用用的是11-Wiire總總線協(xié)議議方式，即即在一根根數(shù)據(jù)線線上實現(xiàn)現(xiàn)數(shù)據(jù)的的雙向傳傳輸，而而對單片片機嵌入入式系統(tǒng)統(tǒng)來說，硬硬件上并并不支持持單總線線協(xié)議，因因此，論論文必須須采用軟軟件編程程的方法法通過模模擬單總總線的協(xié)協(xié)議時序序來完成成對DSS18BB20芯芯片的訪訪問。DS18BB20通通過嚴格格的通信信協(xié)議來來保證各各位數(shù)據(jù)據(jù)傳輸?shù)牡恼_性性和完整整性。通通信協(xié)議議規(guī)定了了復位脈脈沖、應應答脈沖沖、寫00、寫11、讀00和讀11等幾種種信號的的時序。除除了應答答脈沖，其其余信號號均由主主CPUU控制。主主CPUU通過時時序(亦亦稱作“時間片片”)來寫寫入或讀讀出DSS18BB20中中的數(shù)據(jù)據(jù)。時序序用于傳傳輸數(shù)據(jù)據(jù)位和指指定何種種操作的的命令字字。該協(xié)議定義義了幾種種信號的的時序：：初始化化時序、讀讀時序、寫寫時序。所所有時序序都是將將主機作作為主設設備，單總線線器件作作為從設設備。而而每一次次命令和和數(shù)據(jù)的的傳輸都都是從主主機主動動啟動寫寫時序開開始，如如果要求求單總線線器件回回送數(shù)據(jù)據(jù)，在進進行寫命命令后，主主機需啟啟動讀時時序完成成數(shù)據(jù)接接收。數(shù)數(shù)據(jù)和命命令的傳傳輸都是是低位在在先。每次對DSS18BB20的的訪問，都都必須按按下面工工作流程程進行：：初始化化ROMM操作指指令一存存儲器操操作指令令一數(shù)據(jù)據(jù)處理。DDS188B200為用戶戶提供了了5個RROM命命令和66存儲器器命令，而而具體命命令信息息的傳送送，則主主要通過過初始化化時序、讀讀時序、寫寫時序三三個基本本時序單單元的組組合來實實現(xiàn)。DS18BB20具具有以下下幾種基基本的控控制命令令，如表表2-77。由微微控制器器向DSS18BB20發(fā)發(fā)送相應應命令，完完成對溫溫度傳感感器的操操作。表2-7DS118B220控制制命令ROM類命令代碼說明讀ROM33H讀DS188B200的序列列號匹配ROMM55H根據(jù)編碼值值查找器器件，用用于多個個DS118B220時的的定位跳過ROMMCCH跳過讀取編編碼值操操作搜索ROMMF0H識別總線上上各器件件的編碼碼，為操操作各器器件做好好準備報警搜索RROMECH搜索報警器器件存儲器類讀暫存器BEH從高速暫存存器讀取取溫度值值和CRRC值寫暫存器4EH將數(shù)據(jù)寫入入高速暫暫存器中中第2和和第3字字節(jié)復制暫存器器48H將高速暫存存器中第第2和第第3字節(jié)節(jié)復制到到E^22RAMM重調E^22RAMMB8H將E^2RRAM內(nèi)內(nèi)容寫入入高速暫暫存器中中第2和和第3字字節(jié)讀供電方式式B4H讀取DS118B220的供供電方式式溫度轉換44H啟動在線的的DS118B220做溫溫度轉換換下面對論文文中所用用的初始始化、讀讀寫DSS18BB20程程序分別別作分析析。1.初始化化單線總線上上的所有有處理過過程均從從初始化化開始。初始化包括首先由主CPU發(fā)出一個復位脈沖，然后由從屬器件發(fā)出應答脈沖，通知主CPU。圖2-6DS118B220初始始化時序序波形圖圖初始化開始始時CPPU首先先發(fā)出一一個復位位信號，將將單線總總線上所所有DSS18BB20復復位；然然后釋放放單線總總線，改改成接收收狀態(tài)，單單線總線線被上拉拉電阻RR拉成高高電平。在在檢測到到此上升升沿后，DDS188B200需要等等待155~600uS才才向主CCPU發(fā)發(fā)出響應應脈沖。初初始化過過程的時時序波形形如圖22-6所所示。此此后便可可對ROOM、RRAM進進行操作作。圖2-7初始化化流程圖圖DS18BB20初初始化子子程序：：;初初始化DDS188B200Init__18220：SSETBBTMMDAII；；TMDDAT為為微處理理器Pll.0口口NOPCLRTTMDAAI；；初始化化開始,,主機發(fā)發(fā)延時脈脈沖MOVRR0，##1500DJNZR0，$$SETBTMDDAI；；拉高數(shù)數(shù)據(jù)線NOPNOPNOPMOVRR0，##15DJNZR0，$$；；等待660ussMOVRR0，##30TSR2：：JNBBTMMDATT，TSSR3；等待待DS118B220回應應DJNNZRR0，TTSR22；等待待最大時時間為2240uusAJMMPTTSR44TSR3：：SETTBFFLAGGI；置標標志位，表表示DSS18BB20存存在AJJMPTSRR5TSR4：：CLRRFLLAGII；；清標志志位,表表示DSS18BB20不不存在AJJMPTSRR7TSR5：：MOVVR00，#1120TSR6：：DJNNZRR0，TTSR66；時時序要求求延時4480uusTSR7：：SETTBTTMDAAT；拉拉高數(shù)據(jù)據(jù)線REET2.寫時序序主CPU把把F0線(即即單線總總線，亦亦稱數(shù)據(jù)據(jù)線)從從高電平平拉至低低電平時時，作為為一個寫寫周期的的開始。寫寫時序包包括兩種種類型::寫1時時序，寫0時序。寫寫1或寫寫0時序序時必須須保持至至少600us，在在兩個寫寫周期之之間至少少要有l(wèi)luss的恢復復期。DDS188B200在I//O線變變?yōu)榈碗婋娖胶蟮牡?5~~60uus的時時間內(nèi)進進行采樣樣。若II/O線線為高電電平，即即認為寫寫入了一一位l；；若I//O線為為低電平平，即認認為寫入入了一位位0。主主CPUU在開始始寫1周周期時，必必須將II/O線線拉至低低電平，然然后再釋釋放，115uss內(nèi)將II/O線線拉成高高電平。主主CPUU在開始始寫0周周期時，也也應將II/O線線拉至低低電平，并并保持660uss的時間間。3.讀時序序當主CPUU將I//O線從從高電平平拉成低低電平時時，就作為為一個讀讀周期的的開始，并并且I//O線保保持低電電平的時時間至少少為lus。DDS188B200的輸出出數(shù)據(jù)在在讀時序序下降沿沿過后的的15uus內(nèi)有有效。在在此期間間，主CCPU應應釋放II/O線線，使之處處于輸入入狀態(tài)以以便讀取取數(shù)據(jù)。經(jīng)經(jīng)過155us后后讀時序序結束，II/O線線經(jīng)外部部上拉電電阻又變變成高電電平。讀讀取一位位數(shù)據(jù)至至少需要要60uus時間間，并且在在兩位數(shù)數(shù)據(jù)之間間至少要要有l(wèi)us的的恢復期期。讀寫寫時序的的波形如如圖2--8。圖2-8讀寫時時序圖寫DS188B200流程圖圖：圖2-9寫時序序流程圖圖寫DS188B200子程序序;命命令寫入入DS118B220Writee_18820：：MOVVR22，#88；；一次寫寫入8BBit數(shù)數(shù)據(jù)CLRRC；累累加器進進位清00WRI：CCLRTMMDATTMOVRR3，##4；按時時序要求求延時DJNZR3，$$RRCAAMOVTMDDAT，CC庫；將將1Biit數(shù)據(jù)據(jù)由移至至寄存期期CY寫寫入DSS18BB20MOVRR3，##15DJNZR3，$$；按時時序要求求延時，保保證數(shù)據(jù)據(jù)寫入SETBTMDDATNOPDJNZR2，WWRI；分88次寫入入一個字字節(jié)的數(shù)數(shù)據(jù)SETBTMDDAT；；一個字字節(jié)數(shù)據(jù)據(jù)寫完后后拉高總總線電平平RET讀DS188B200流程圖圖：圖2-100讀時時序流程程圖讀DSl88B200子程序序:：；從從DS118B220讀取取溫度數(shù)數(shù)據(jù)；從DSll8B220中讀讀出2BBytee的溫度度數(shù)據(jù)，分分別放入入28HH，299HRead__18220：MMOVR4，##2；將將溫度高高低位分分別從DDS1SSB200的暫存存器內(nèi)讀讀出MOVRR1，##29HH；低低位存229H,,高位存存28HHRE00：：MOVVR22，#88；數(shù)據(jù)據(jù)共8BBitRE01：：CLRRC；；清進位位SETBTMDDAINOPCLRTTMDAAINOPNOPSETTTMDAAI；按按時序準準備讀取取溫度數(shù)數(shù)據(jù)MOVRR3，##1DJNZR3，$$MOVCC，TMMDAII；；將1BBit溫溫度數(shù)據(jù)據(jù)讀入CCMOVRR3，##15；延延時保證證讀入11Bitt數(shù)據(jù)DJNZR3，$$RRCAA；DJNZR2，RRE011；將11Bytte數(shù)據(jù)據(jù)寫入累累加器AAMOV@@R1，AADECRR1DJNZR4，RRE000；將將DS11SB220高低低位數(shù)據(jù)據(jù)存入RETDS18BB20兩兩種供電電方式：：寄生電電源和外外接電源源方式，連連接方法法如圖22-111所示。圖2-111DSS18BB20兩兩種供電電方式寄生電源方方式下，DDS1SSB200的VDDD端和和GNDD端都接接地，只只用一根根單總線線和主機機通信及及獲取電電源。單單總線上上接4..7k的的上拉電電阻，和和DS118B220芯片片的寄生生電容形形成充放放電電路路；外接接電源方方式下，DDS188B200的VDDD端外外接一個個+3~~+5VV電源，GGND端端接地?？煽梢娂纳娫捶椒绞娇梢砸允〉粢灰桓娫丛淳€，大大大較低低了布線線的成本本，但是是當總線線上節(jié)點點較多且且同時進進行溫度度轉換時時,容易易造成供供電不足足且所需需的轉換換時間較較長。外外接電源源方式穩(wěn)穩(wěn)定可靠靠，測量量速度較較快。所所以本系系統(tǒng)采用用外接電電源供電電方式。2.3.22ATT89SS52微微控制器器相關介介紹論文采用AAMTEEL公司司生產(chǎn)的的AT889S552微處處理器對對DS118B220進行行讀寫操操作，并并處理計計算溫度度數(shù)據(jù)。AAT899S522是美國國ATMMEL公公司生產(chǎn)產(chǎn)的低功功耗、高高性能CCM0sssbiit單片片機，片片內(nèi)含44Kbyytess的可系系統(tǒng)編程程的Fllashh只讀程程序存儲儲器，器器件采用用AMTTEL公公司的高高密度、非非易失性性存儲技技術生產(chǎn)產(chǎn)，兼容容標準880511指令系系統(tǒng)及引引腳，它它集Fllashh程序存存儲器即即可在線線編程((ISPP)編程程及通用用8位微微處理器器于單片片芯片中中，ATTMELL公司的的功能強強大，且且芯片價價格便宜宜，因此此，近年年來得到到了極其其廣泛的的應用。圖2-122單片片機外觀觀圖AT89SS52單單片機的的外觀圖圖、基本本結構及及其引腳腳設定見見圖2--12，圖圖2-113，圖圖2-114所示示。圖2-133單片片機結構構圖圖2-144單片片機引腳腳圖AT89SS52結結構特點點如下：：(l)、88位CPPU；(2)、片片內(nèi)震蕩蕩及時鐘鐘電路；；(3)、332根II/O線線；(4)、外外部存儲儲器尋址址范圍RROM、RRAM各各64KK；(5)、22個166位的定定時器//計數(shù)器器；(6)、55個中斷斷源，22個中斷斷優(yōu)先級級；(7)、全全雙工串串行接口口。AT89SS52單單片機的的存儲器器結構特特點之一一是將程程序存儲儲器和數(shù)數(shù)據(jù)存儲儲器分開開，并有有各自的的尋址機機構和尋尋址方式式，這種種結構稱稱為哈佛佛結構單單片機。這這種結構構與通用用微機的的存儲器器結構不不同，一一般微機機只有一一個存儲儲器邏輯輯空間，可可隨意安安排ROOM或RRAM，訪訪存時用用同一種種指令，這這種結構構稱為普普林斯頓頓型。AT89SS52單單片機在在物理上上有四個個存儲空空間：片片內(nèi)程序序存儲器器和片外外程序存存儲器、片片內(nèi)數(shù)據(jù)據(jù)存儲器器和片外外數(shù)據(jù)存存儲器。AT89SS52片片內(nèi)有2256KKb數(shù)據(jù)據(jù)存儲器器RAMM和4KKB的程程序存儲儲器ROOM。除除此之外外，還可可以在片片外擴展展RAMM和ROOM，并并且各有有64KKB的尋尋址范圍圍。也就就是最多多可以在在外部擴擴展2**64KKB存儲儲器。AT89SS52的的存儲器器組織結結構如圖圖2-115所示。圖2-155單片片機存儲儲器組織織結構圖圖2.3.33DMM-16602液液晶顯示示器簡介介論文采用DDM-116022液晶顯顯示器作作為顯示示器。該該模塊是是一種用用5x77點陣圖圖形來顯顯示字符符的液晶晶顯示器器，根據(jù)據(jù)顯示的的容量可可以分22行166個字。該該模塊內(nèi)內(nèi)部的字字符發(fā)生生存儲器器(CGGROMM)已經(jīng)經(jīng)存儲了了1600個不同同的點陣陣字符圖圖形，這這些字符符有：阿阿拉伯數(shù)數(shù)字、英英文字母母的大小小寫、常常用的符符號、和和日文假假名等。和和其他模模塊相比比，該模模塊功耗耗低、體體積小、重重量輕、壽壽命長，并并且不需需要CCCFL背背光逆變變器和DDC-DDC顯示示驅動電電源，與與MCUU接口簡簡單等特特點。主要技術參參數(shù)如表表2-88所示，接接口信號號說明如如下表22-9所示。表2-8DM--16002技術術參數(shù)顯示容量16*2字字符芯片工作電電壓4.5~55.5VV工作電流2.0m（5.00V）模塊最佳工工作電壓壓5.0V字符尺寸2.95**4.335（WXHH）mm表2-9DM--16002引腳腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2DataI/OO2VDD電源正極10D3DataI/OO3VL偏壓信號11D4DataI/OO4RS數(shù)據(jù)/命令令12D5DataI/OO5R/W讀/寫13D6DataI/OO6E使能端14D7DataI/OO7D0DataI/OO15BLA背光正極8D1DataI/OO16BLK背光負極外形尺寸如如圖2--16所示。圖2-166116022外形尺尺寸接下來介紹紹DM--16002液晶晶顯示器器的程序序設計。1.指令說說明1602液液晶模塊塊內(nèi)部的的控制器器共有111條控控制指令令，如表表2-88所示，它它的讀寫寫操作、屏屏幕和光光標的操操作都是是通過指指令編程程來實現(xiàn)現(xiàn)的。((注：11為高電電平、00為低電電平)。2.DM116022液晶顯顯示器基基本操作作時序讀狀態(tài)：輸輸入：RRS=LL，RWW=H，EE=H輸出：D00~D77=狀態(tài)態(tài)字寫指令：輸輸入：RRS=LL，RWW=L，DD0~DD7=指指令碼，EE=高脈脈沖輸出：無讀數(shù)據(jù)：輸輸入：RRS=HH，RWW=H，EE=H輸出：DOO~D77=數(shù)據(jù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸輸入：RRS=HH，RWW=L，DDO~DD7=數(shù)數(shù)據(jù)，EE=高脈脈沖輸出：無表2-100DMM-16602指指令表指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清顯示0000000001光標返回000000001*置輸入模式式00000001I/DS顯示開/關關控制0000001DCB光標或字符符移位000001S/CR/L**置功能00001DLNF**置字符發(fā)生生存儲器器地址0001字符發(fā)生存存儲器地地址（AAGG）置數(shù)據(jù)存儲儲器地址址001顯示數(shù)據(jù)存存儲器地地址（AADD）讀忙標志或或地址01BF計數(shù)器地址址（ACC）寫數(shù)據(jù)到CCGROOM10要寫的數(shù)從CGROOM讀數(shù)數(shù)11要讀的數(shù)讀時序曲線線如圖22-177所示：：圖2-177DMM16002讀時時序圖寫時序曲線線如圖22-188所示：：圖2-188DMM16002寫時時序圖3.液晶顯顯示流程程圖如圖圖2-119所示。圖2-199液晶晶顯示流流程圖4.液晶顯顯示子程程序如下下：;液液晶模塊塊初始化化;向16002液晶晶模塊寫寫入顯示示信息DISPLLCD：：MOVVLCCD，##01HH；寫指指令011H，清清屏LCALLLENNABLLEMOVLLCD，##38HH；寫指指令388H，設設定LCCD為116*22顯示55*7點點陣，88位數(shù)據(jù)據(jù)接口LCALLLENNABLLEMOVLCDD，#00FH；寫寫指令00FH，顯顯示、光光標、閃閃爍ONLCALLLENNABLLEMOVLCDD，#006H；寫指指令066H，光光標輸入入方式增增量移位位LCALLLENNABLLE;液液晶模塊塊顯示程程序DISPLLCD11：MOOVLLCD，##80HH；；第一行行顯示第第1個字字符的位位置ACALLLENNABLLEMOVLCDD，#00C0HH；；第二行行位置LCALLLENNABLLEJNBDDS188B200，DSSERRR2；判斷斷DS118B220是否否正常MOVDLCCD1，##20HH；空空格MOVDLCCD2，##54HHENABLLE：；寫寫命令時時序CLRRRSSETBEWRITEE1：MMOVR1，##16A1：MOOVAA，@RR0CALLWRIITE22INCRR0DJNZR1，AA1RET；寫寫字符串串WRITEE2：；寫單單個字符符2.3.44MAAX2332串口口芯片簡簡介論文中，AAT899S522與以太太網(wǎng)控制制器的通通信主要要通過串串行口來來實現(xiàn)。AAT899S522的100腳(RRXD))和111腳(TTXD))提供了了一個串串行接口口,采用用TTLL電平標標準。而而以太網(wǎng)網(wǎng)通信單單元串行行口所采采用的是是RS--2322標準的的串行口口標準。因因此需要要一個設設備進行行兩個串串口標準準之間的的轉換，論論文采用用MAXXIM公公司生產(chǎn)產(chǎn)的Maax2332轉換換芯片，該該芯片能能將通信信信號從從TTLL電平轉轉換為RRS-2232標標準電平平，圖22-200為Maax2332芯片片引腳圖圖。圖2-200MAAX2332引腳腳圖引腳定義如如表2--11所示示。表2-111RSS2322引腳定定義引腳號符號方向功能1DCD輸入數(shù)據(jù)載體檢檢測2TXD輸出發(fā)送數(shù)據(jù)3RXD輸入接收數(shù)據(jù)4DTR輸出數(shù)據(jù)終端準準備好5GND信號地6DSR輸入數(shù)據(jù)通訊設設備好7RTS輸出請求發(fā)送8CTS輸入清除發(fā)送9RI輸出振鈴指示第3章系系統(tǒng)的硬硬件結構構設計及及程序編編程本章重點介介紹將DDS188B200應用在在單總線線上組成成測溫層層，并設設計了穩(wěn)穩(wěn)壓電源源電路、DDS188B200與單片片機的連連接電路路、PCC與單片片機的連連接電路路、外圍圍電路等等以及軟軟件編程程。3.1穩(wěn)壓壓電路設設計3.1.11穩(wěn)壓電電源的組組成在電子電路路中,通通常都需需要電壓壓穩(wěn)定的的直流電電源供電電。小功功率穩(wěn)壓壓電源的的組成可可以用圖圖3-11表示，它它是由電電源變壓壓器、整整流、濾濾波和穩(wěn)穩(wěn)壓電路路等四部部分組成成。圖3-1直流穩(wěn)穩(wěn)壓電源源結構圖圖電源變壓器器是將交交流電網(wǎng)網(wǎng)2200V的電電壓變?yōu)闉樗枰碾妷簤褐?然然后通過過整流電電路將交交流電壓壓變成脈脈動的直直流電壓壓。由于于此脈動動的直流流電壓還還包含較較大的紋紋波,必必須通過過濾波電電路加以以濾除,,從而得得到平滑滑的直流流電壓。但但這樣的的電壓還還隨電網(wǎng)網(wǎng)電壓波波動(一一般有±±10%%左右的的波動))、負載載和溫度度的變化化而變化化。因而而在整流流、濾波波電路之之后,還還需接穩(wěn)穩(wěn)壓電路路。穩(wěn)壓壓電路的的作用是是當電網(wǎng)網(wǎng)電壓波波動、負負載和溫溫度變化化時,維維持輸出出直流電電壓穩(wěn)定定。3.1.22穩(wěn)壓壓電路設設計論文采用778055三端固固定輸出出穩(wěn)壓器器作為下下位機穩(wěn)穩(wěn)壓電路路的穩(wěn)壓壓器件，778055三端固固定輸出出穩(wěn)壓器器是一種種串聯(lián)調調整式穩(wěn)穩(wěn)壓器。它它將全部部電路集集成在一一塊芯片片上，整整個集成成穩(wěn)壓電電路只有有輸入（VVi）、輸輸出（VVo）和和公共端端（COOM）三三個引出出端，其其內(nèi)部由由恒流源源、基準準電壓源源、取樣樣電阻、比比較放大大、調整整管、保保護電路路、溫度度補償電電路組成成，輸出出電壓值值為+55V。778055三端固固定輸出出穩(wěn)壓器器，因內(nèi)內(nèi)部有過過熱、過過電流保保護電路路，因此此它的性性能優(yōu)良良、可靠靠性高，又又因為這這種穩(wěn)壓壓器具有有體積小小、使用用方便、價價格低廉廉等優(yōu)點點，所以以得到廣廣泛應用用。穩(wěn)壓電路的的原理圖圖如圖33-2所所示。圖3-2穩(wěn)穩(wěn)壓電路路原理圖圖為了改善紋紋波特性性，在輸輸入端加加接電容容Ci，一一般取值值為0..33μμf，在在輸出端端加接電電容Coo，一般般取值00.1μμf，其其目的是是改善負負載的瞬瞬態(tài)響應應。輸入電壓的的選擇是是：>>（33-1）式中，為產(chǎn)產(chǎn)品允許許的最大大輸入電電壓；為為輸入電電壓；為為輸出電電壓；22V為最最小輸入入輸出電電壓差，電電路中的的外接二二極管VVD起輸輸出短路路保護作作用。本系統(tǒng)所制制作的穩(wěn)穩(wěn)壓電源源實物圖圖如圖33-3所所示。圖3-3穩(wěn)壓電電源實物物圖3.2溫度度數(shù)據(jù)處處理算法法分析及及程序設設計3.2.11溫度度數(shù)據(jù)處處理算法法DS18BB20溫溫度傳感感器的內(nèi)內(nèi)部存儲儲器包括括一個高高速暫存存RAMM和一個個非易失失性的可可電擦除除的E^^2RAAM,后后者存放放高溫度度和低溫溫度觸發(fā)發(fā)器THH、TLL和結構構寄存器器。暫存存存儲器器包含了了8個連連續(xù)字節(jié)節(jié),前兩兩個字節(jié)節(jié)是測得得的溫度度信息,,第一個個字節(jié)的的內(nèi)容是是溫度的的低八位位,第二二個字節(jié)節(jié)是溫度度的高八八位。第第三個和和第四個個字節(jié)是是TH、TTL的易易失性拷拷貝，第第五個字字節(jié)是結結構寄存存器的易易失性拷拷貝，這這三個字字節(jié)的內(nèi)內(nèi)容在每每一次上上電復位位時被刷刷新。第第六、七七、八個個字節(jié)用用于內(nèi)部部計算。第第九個字字節(jié)是冗冗余檢驗驗字節(jié)。暫暫存存儲儲器的前前兩個字字節(jié)代表表的數(shù)據(jù)據(jù)格式是是：溫度低位字字節(jié)(AA)溫溫度高位位字節(jié)((B)溫度算法::1.SSSSSS==111111bb，D==-1；；SSSSSS==000000bb，D==1。最最小分辨辨率為00.06625℃℃。(其中S代代表暫存存器位數(shù)數(shù)，D為為符號位位)2.當D==1時，溫溫度值取取TH值值。3.當D==-1時時，溫度度值取TTL值。結構寄存器器的內(nèi)容容用于確確定溫度度值的數(shù)數(shù)字轉換換分辨率率。該字字節(jié)各位位的意義義如下::MSBLLSBTMR11RRO111111表3-1分辨率率設置表表R0R1分辨率溫度轉換時時間009Bit93.755ms0110Bitt187.55ms1011Bitt375mss1112Bitt750mss低五位一直直都是11，TMM是測試試模式位位,用于于設置DDS188B200在工作作模式還還是在測測試模式式。在DDS1SSB200出廠時時該位被被設置為為0，用用戶不要要去改動動。R11和R00用來設設置分辨辨率，如如上表33-1所所示：((DS118B220出廠廠時被設設置為112位))。論文采用112Biit分辨辨率，RR0、RR1選定定值為111，設設定的DDS188B200分辨率率為122位模式式，即精精度為00.06625℃℃。因為為12位位轉化時時每位精精度為00.06625℃℃,微處處理器從從DS118B220獲得得的溫度度數(shù)據(jù)分分2個BBytee存放在在暫存器器28HH、299H內(nèi)。其其中288H中為為TH內(nèi)內(nèi)的數(shù)據(jù)據(jù)，299H中為為TL內(nèi)內(nèi)的數(shù)據(jù)據(jù)。為了了把采樣樣得到的的2進制制溫度數(shù)數(shù)據(jù)轉化化為可讀讀的溫度度值,論論文采用用以下算算法：因28H中中高4位位為符號號位，低低4位為為溫度數(shù)數(shù)據(jù)整數(shù)數(shù)高4位位，299H中高高4位為為溫度數(shù)數(shù)據(jù)整數(shù)數(shù)低4位位，299H中低低4位為為溫度數(shù)數(shù)據(jù)的44位小數(shù)數(shù)。因此此可將228H中中低4位位移入高高4位,,忽略高高4位符符號位,,同時把把29HH中高四四位移入入28HH中低44位，從從而在228H中中構成一一個完整整的溫度度整數(shù)數(shù)數(shù)據(jù),229H中中的低44位小數(shù)數(shù)單獨進進行處理理。按照照12BBit溫溫度算法法：實際溫度--溫度整整數(shù)部分分+溫度度小數(shù)部部分*0.006255可以得到精精確到小小數(shù)點后后4位的的溫度值值。流程程框圖如如圖3--4所示示。圖3-412bbit溫溫度算法法示意圖圖3.2.22溫度度數(shù)據(jù)處處理子程程序溫度處理控控制模塊塊的工作作過程為為：上電電完成初初始化后后，ATT89SS52讀讀取存儲儲在外存存24CC04中中的上次次已設置置好的溫溫度上下下限值和和保存的的采樣間間隔值，然然后進入入主循環(huán)環(huán)。根據(jù)據(jù)采樣間間隔時間間，MCCU讀取取數(shù)字溫溫度傳感感器DSS18BB20內(nèi)內(nèi)溫度數(shù)數(shù)據(jù),計計算后點點亮LCCD以便便顯示當當前所測測溫度值值，并根根據(jù)已設設置好的的溫度上上下限值值來確定定是否驅驅動蜂鳴鳴器報警警且控制制相關設設備進行行溫度調調節(jié)。溫溫度處理理流程圖圖如圖33-5：：圖3-5溫溫度計算算處理流流程圖溫度處理相相關子程程序：;溫溫度計算算GETTEEMP：：CLRREAALCALLLIINITT18BB20；先復復位DSS18BB20JBDSS1SBB20，TTSS22SETBEARETTSS2：：MOOVAA，#00CCHH；；跳出RROM匹匹配LCALLLWRRITEE18BB20MOVAA，#444H；發(fā)發(fā)出溫度度轉換命命令LCALLLWR