項(xiàng)目數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電子工業(yè)出版社單片機(jī)控制技術(shù)項(xiàng)目式教程

（C語言版）電子工業(yè)出版社項(xiàng)目10數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能了解A/D轉(zhuǎn)換器的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)；能理解ADC0809的工作原理與應(yīng)用方法；能掌握ADC0809與51單片機(jī)的接口方法；能掌握DS18B20的工作原理和應(yīng)用方法；能掌握數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的硬件電路的分析與設(shè)計(jì)方法；能熟練編寫數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的單片機(jī)控制程序。學(xué)習(xí)目標(biāo)敘述A/D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo)要求；敘述ADC0809的工作原理；敘述DS18B20的工作原理；設(shè)計(jì)單片機(jī)控制的數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的工作電路；編寫數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的單片機(jī)控制程序。工作任務(wù)任務(wù)10.1數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)任務(wù)10.2數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目拓展串行A/D轉(zhuǎn)換芯片PCF8591在實(shí)驗(yàn)板上的應(yīng)用項(xiàng)目小結(jié)思考與訓(xùn)練項(xiàng)目10數(shù)字溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)10.1數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)能夠?qū)⒛M量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的器件稱為模／數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器。10.1.1A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理

1．A/D轉(zhuǎn)換器的主要指標(biāo)（1）分辨率：A/D轉(zhuǎn)換器能分辨的最小模擬輸入量。也就是指使輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。通常用能轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量的位數(shù)來表示，如8位、10位、12位、16位等。位數(shù)越高，分辨率越高。（2）轉(zhuǎn)換時(shí)間：A/D轉(zhuǎn)換器完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間。轉(zhuǎn)換時(shí)間是編程時(shí)必須考慮的參數(shù)。（3）量程：A/D轉(zhuǎn)換器所能轉(zhuǎn)換的輸入電壓范圍，如5V、10V等。（4）精度：與數(shù)字輸出量所對應(yīng)的模擬輸入量的實(shí)際值與理論值之間的差值。有絕對精度和相對精度兩種表示方法。常用數(shù)字量的位數(shù)作為度量絕對精度的單位，如精度為±1/2LSB，而用百分比來表示滿量程時(shí)的相對誤差，如±0.05%。2．A/D轉(zhuǎn)換器的分類按轉(zhuǎn)換原理可分為逐次逼近（比較）式、雙積分式、計(jì)數(shù)式和并行式A/D轉(zhuǎn)換器；按其分辨率可分為8～16位的A/D轉(zhuǎn)換器芯片。目前最常用的是逐次逼近式和雙積分式。逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器是一種速度較快、精度較高的轉(zhuǎn)換器，其轉(zhuǎn)換時(shí)間在幾微秒到幾百微秒之間。常用產(chǎn)品有ADC0801～ADC0805型8位MOS型A/D轉(zhuǎn)換器、ADC0808／0809型8位MOS型A/D轉(zhuǎn)換器、ADC0816／0817型8位MOS型A/D轉(zhuǎn)換器、AD574型快速12位A/D轉(zhuǎn)換器。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，抗干擾性能好，價(jià)格便宜，但轉(zhuǎn)換速度較慢。因此這種轉(zhuǎn)換器主要用于速度要求不高的場合。常用產(chǎn)品有ICL7106／ICL7107／ICL7126、MC14433／5G14433、ICL7135等。3．A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口方法A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口主要考慮的是數(shù)字量輸出線的連接、ADC啟動(dòng)方式、轉(zhuǎn)換結(jié)束信號處理方法以及時(shí)鐘的連接等。A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字量輸出線與單片機(jī)的連接方法與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。對于內(nèi)部帶有三態(tài)鎖存數(shù)據(jù)輸出緩沖器的ADC（如ADC0809、AD574等），可直接與單片機(jī)相連。對于內(nèi)部不帶鎖存器ADC，一般通過鎖存器或并行I/O接口與單片機(jī)相連。在某些情況下，為了增強(qiáng)控制功能，那些帶有三態(tài)鎖存數(shù)據(jù)輸出緩沖器的ADC也常采用I/O接口連接。隨著位數(shù)的不同，ADC與單片機(jī)的連接方法也不同。對于8位ADC，其數(shù)字輸出線可與8位單片機(jī)數(shù)據(jù)線對應(yīng)相接。對于8位以上的ADC，必須增加讀取控制邏輯，把8位以上的數(shù)據(jù)分兩次或多次讀取。

ADC開始轉(zhuǎn)換時(shí)，必須加一個(gè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號，這一啟動(dòng)信號要由單片機(jī)提供。不同型號的ADC，對于啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號的要求也不同，一般分為脈沖啟動(dòng)和電平啟動(dòng)兩種。對于脈沖啟動(dòng)型ADC，只要給其啟動(dòng)控制端上加一個(gè)符合要求的脈沖信號即可，如ADC0809、AD574等。通常用WR和地址譯碼器的輸出經(jīng)一定的邏輯電路進(jìn)行控制。對于電平啟動(dòng)型ADC，當(dāng)把符合要求的電平加到啟動(dòng)控制端上時(shí)，立即開始轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中，必須保持這一電平，否則會(huì)終止轉(zhuǎn)換的進(jìn)行。因此，在這種啟動(dòng)方式下，單片機(jī)的控制信號必須經(jīng)過鎖存器保持一段時(shí)間，一般采用Ｄ觸發(fā)器、鎖存器或并行I/O接口等來實(shí)現(xiàn)。AD570、AD571等都屬于電平啟動(dòng)型ADC。當(dāng)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，ADC輸出一個(gè)轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號，通知單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。單片機(jī)檢查判斷A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束的方法一般有中斷和查詢兩種。對于中斷方式，可將轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號接到單片機(jī)的中斷請求輸入線上或允許中斷的I/O接口的相應(yīng)引腳，作為中斷請求信號；對于查詢方式，可把轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志信號經(jīng)三態(tài)門送到單片機(jī)的某一位I/O口線上，作為查詢狀態(tài)信號。A/D轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)重要連接信號是時(shí)鐘，其頻率是決定芯片轉(zhuǎn)換速度的基準(zhǔn)。整個(gè)A/D轉(zhuǎn)換過程都是在時(shí)鐘的作用下完成的。A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘的提供方法有兩種：一種是由芯片內(nèi)部提供（如AD574），一般不需外加電路；另一種是由外部提供，有的用單獨(dú)的振蕩電路產(chǎn)生，更多的則是把單片機(jī)輸出時(shí)鐘經(jīng)分頻后，送到A/D轉(zhuǎn)換器的相應(yīng)時(shí)鐘端。1．ADC0809的性能ADC0809采用＋5V電源供電。轉(zhuǎn)換時(shí)間：取決于芯片的工作時(shí)鐘。ADC0809為外接時(shí)鐘，轉(zhuǎn)換一次的時(shí)間為64個(gè)時(shí)鐘周期，當(dāng)工作時(shí)鐘為500KHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μs，最大允許值為800KHz。8位CMOS逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器。三態(tài)鎖定輸出。分辨率：8位?？傉`差：±1LSB。模擬輸入電壓范圍：單極性0～＋5V。10.1.2ADC0809芯片的介紹2．ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，由控制與時(shí)序電路、逐次逼近寄存器、樹狀開關(guān)以及256R電阻階梯網(wǎng)絡(luò)等組成。

用于存放和輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量?？蓪?shí)現(xiàn)8路模擬信號的分時(shí)采集，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量的輸出是三態(tài)的（總線型輸出），可直接與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線相連接。ADC0809有8個(gè)模擬量輸入通道IN0～I(xiàn)N7，在某一時(shí)刻，模擬開關(guān)只能與一路模擬量通道接通，對該通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。8路模擬開關(guān)與輸入通道的關(guān)系如表所示。ADDC、ADDB、ADDA是三條通道的地址線。當(dāng)?shù)刂锋i存信號ALE為高電平時(shí)，ADDC、ADDB、ADDA三條線上的數(shù)據(jù)送入ADC0809內(nèi)部的地址鎖存器中，經(jīng)過譯碼器譯碼后選中某一通道。當(dāng)ALE＝0時(shí)，地址鎖存器處于鎖存狀態(tài)，模擬開關(guān)始終與剛才選中的輸入通道接通。ADC0809是分時(shí)處理8路模擬量輸入信號的。注意：ADC0809通道的選擇比較靈活，根據(jù)應(yīng)用的需要，可以固定選擇，也可以用CPU的端口動(dòng)態(tài)選擇，這樣適合多路轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)用。IN7～I(xiàn)N0：模擬量輸入通道。ADDA、ADDB、ADDC：地址線。ALE：地址鎖存允許信號。

START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號。D7～D0：數(shù)據(jù)輸出線。OE：輸出允許信號。CLK：時(shí)鐘信號。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號。Vcc：＋5V電源。GND：為地。Vref＋、Vref－：參考電壓。3．ADC0809的引腳ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘CLK由單片機(jī)的ALE提供。4．ADC0809與51單片機(jī)的接口51單片機(jī)通過地址線P2.0和讀、寫控制線RD、WR來控制轉(zhuǎn)換器的模擬輸入通道地址鎖存ALE、啟動(dòng)START和輸出允許OE。模擬輸入通道地址的譯碼輸入ADDA～ADDC由P0.0～P0.2提供。根據(jù)P2.0和P0.0～P0.2的連接方法，8模擬輸入通道的地址依IN0～I(xiàn)N7順序?yàn)?xFEF8～0xFEFF。AD缺C0摟80冒9工作減時(shí)的附時(shí)序江關(guān)系吩如圖全所示姨。在進(jìn)鄭行A/燭D轉(zhuǎn)換萍時(shí)，余通道土地址做應(yīng)先懂送到AD隆DA～AD排DC輸入姿端。貧然后遣在AL效E輸入摧端加候一個(gè)級正跳咽變脈濾沖，消將通熟道地侍址鎖含存到AD悉C0巧80寧9內(nèi)部迫的地冊址鎖償存器什中，哪這樣芽對應(yīng)弦的模修擬電織壓輸簡入就假和內(nèi)尼部變蔬換電班路接惡通。撐為了仰啟動(dòng)斑，必勸須在ST灣AR寸T端加障一個(gè)窯負(fù)跳扣變信叛號。婦此后呈，變艦換工探作就港開始捕進(jìn)行麗，標(biāo)甘志AD梳C0攔80市9正在杏工作恭的狀循態(tài)信衰號EO封C由高款電平似（空從閑狀成態(tài)）園變?yōu)榛业碗姲雌剑▌?dòng)工作景狀態(tài)街）。都一旦喊變換搖結(jié)束客，EO艦C信號圣就又宜由低盲電平兇變成欣高電蟻平，訂此時(shí)香只要圖在OE端加臉一個(gè)萬高電脹平，煤即可屯打開賠數(shù)據(jù)神線的尼三態(tài)置緩沖誦器從D0～D7數(shù)據(jù)匆線讀追得一鉆次變云換后仆的數(shù)揉據(jù)。注意驅(qū)：AD為C0瘡80莫9的幾水根控券制腳裕和其套工作迅時(shí)序啊在應(yīng)販用時(shí)編非常兔重要仗，一裁定要慢掌握炒，否額則不港能正猶確應(yīng)毫用AD鮮C0拾80鉆9來實(shí)河現(xiàn)A/熊D轉(zhuǎn)換些。1．任乏務(wù)要兆求用AT權(quán)89傻C5擇1和AD蜻C0脖80腥9設(shè)計(jì)刻一只于簡單際的數(shù)潮字電缸壓表根，可襖以測爛量0~病+5病V的電涉壓，等并將煎測得卡的電挎壓數(shù)服值顯邀示在4位共絮陰極頸的數(shù)帖碼管挖上，宵要求倍測量攪精度搶為0.限01仍V，即拳保留推兩位忽小數(shù)委。10束.1姐.3數(shù)字做電壓邊表的炮設(shè)計(jì)2．任斜務(wù)分草析要實(shí)帽現(xiàn)本稻任務(wù)嘉的要工求，AD肌C0退80疾9是作命為讀假取模雜擬電扁壓值焰的A/丘D轉(zhuǎn)換袖芯片精，在肆其輸帽入通叔道IN字3上接璃入被腦測電黃壓就檔可以端了。瞧由于AD馳C0旅80研9的供抓電電務(wù)壓是+5堪V，所睬以其閘輸入蛋通道滅只能順輸入0~漠+5進(jìn)V的電遠(yuǎn)壓，是正好蔽與任面務(wù)要柱求符宰合，愁我們溫可以艦用一桐只簡叮單的班可調(diào)床電阻瞇，其狂一端棟接+5取V，一潤端接文地，臭中間追的可敗調(diào)腳萍接入AD騾C0尚80捆9的IN翼3，只罩要滑個(gè)動(dòng)電餃阻的雀可調(diào)啊腳，IN槍3上就淺能輸想出不琴同的桃電壓跑值，扇通過AD墻C0路80阿9A僻/D轉(zhuǎn)換鉛成數(shù)欄字量野后送據(jù)入AT餐89催C5嫁1的P3口，AT竹89奪C5怖1再將銅接收匙到的摸電壓倚值的咬數(shù)字塘量還投原為穩(wěn)模擬欄量顯色示在莫數(shù)碼連管上弓。由于0~勒+5鮮V的模惕擬電插壓值明轉(zhuǎn)換搏為8位數(shù)掉字量00快00寺00揀00添~1帽11危11歐11瓜1（0~次25梨5），追一個(gè)活數(shù)字錦量單懇位的往電壓夜值是5V服/2師55，將膠數(shù)字值量還尤原為播模擬灰量時(shí)乎只要暢將P3口讀像取的斑數(shù)值說乘以5V衣/2殿55就可繭以了撞。我渾們可億以用T0的定住時(shí)中攝斷為AD毒C0辦80嗓9提供CL暗K信號借。3．任截務(wù)設(shè)期計(jì)（1）器鄭件的駁選擇根據(jù)厭任務(wù)值的要耐求和造分析估，采柄用AT柿89詞C5隙1作為CP貴U，AD慘C0筐80茂9作為A/仇D轉(zhuǎn)換司芯片械，一餓只可缺調(diào)電堵阻用浮來獲忘取不恩同的壘電壓職，一鉛只4位的軌共陰鉤極數(shù)坑碼管賤顯示騰電壓疲，包縣括AT顫89妥C5孫1工作倡的外父圍電襲路，哀設(shè)計(jì)孝所用洋器件傷清單輩如表摩所列評。（2）硬蓄件原約理圖顛設(shè)計(jì)（3）軟對件程嘴序設(shè)讓計(jì)源程喂序如床下：//男**摔**獅**機(jī)**凝**匆**性**環(huán)**炸**壇**魚**皂**煤**麥**膊**哈**筒**槽**蜜**糕**冬**蜻**裳**底**衫**體**終**應(yīng)**秒**天**稱**宜**共**條**憲**睡**柿**綿*//宏定置義#i攔nc扶lu刊de兼<r屢eg施51小.h敘>#d蠢ef竹in存euc匆ha負(fù)run靈si輕gn徒ed鴉c貧ha慕r#d杯ef倚in織eui源ntun逆si侵gn鉗edin魯t//言**柱**哀**煮**限**楚**茶**速**現(xiàn)**溉**進(jìn)**逢**航**溝**嗎**蛇**踐**耐**雜**調(diào)**徐**預(yù)**雞**渠**芝**云**早**揮**襯**堆**枕**瞎**來**撓**花**歲**永**分*//數(shù)碼籍管碼述表uc割ha浴r詞c賠od儀e算LE標(biāo)DD牛at也a[羞]夾={押0今x3底F,川0嚷x0像6,湖0覆x5運(yùn)B,貫0干x4位F,賢0椒x6掙6,喬0絞x6目D,威0蛋x7悶D,若0返x0塔7,胞0構(gòu)x7鑄F,披0星x6聞F}辱;//AD鋪C0注80糞9控制協(xié)腳定奧義sb缸it輛OE膚=P鄰1^靈0;sb杯itEO閣C=彩P1想^1谷;sb花itST柴=P灘1^牽2;sb候itCL捐K=顫P1貫^3圾;//巖**駝**要**猾**焰**滿**稍**缺**醒**慶**挎**處**房誠**嚴(yán)**霧**賽**膚**蘋**省**水**伍**叫**銀**藍(lán)**牧**綢**翁**猶**嫌**迎**油**寨**寨**價(jià)**作**賄**慶**肢*//延時(shí)1m由s子程蝦序vo昂idDe斑la責(zé)yM判S（ui匙ntx){勤uc伶ha洪r晴i;wh荒il肺e(捐x-剛-)及fo局r(感i=伐0;擺i耐<1如20吃;盾i+慢+)篩;}//覽**腰**嬌**闊**奧**前**企**孔**各**還**姨**姜**猜**帳**固**邁**件**浪**霧**尿**學(xué)**牽**肌**貍**惱**鼓**都**繪**刻**米**蘆**尚**握**略**團(tuán)**纏**華**畏*//顯示宅轉(zhuǎn)換殲結(jié)果州子程彈序vo針idDi事sp暫la拌y(臺uc陶ha極rd){伯f領(lǐng)lo壩at績a妹;ui紐奉ntb;a絹=琴d*昏5/隨25揀5;//計(jì)算稅出電爪壓?？迶M量球值b支=弟a*牙10餐0+囑0.隸5燥;//保留拴兩位蝕小數(shù)崖，四糠舍五休入P2惠=0昆xF添7;//數(shù)碼擠管第4位顯與示個(gè)貓位數(shù)P0聯(lián)=LE連DD駱at鼻a[速b%趁10稍];De雪la析yM絨S(辮5)隨;P0姓=0烏x0幫0;P2印=0法xF蓮B;//數(shù)碼榴管第3位顯暑示十斗位數(shù)P0醋=LE竹DD嘆at律a[湊b%熔10橋0/牲10提];De煌la狠yM于S(揀5)奶;P0宣=0層x0代0;P2略=0喂xF湊D;//數(shù)碼帶管第2位顯塔示百駕位數(shù)刷和小皂數(shù)點(diǎn)P0狠=LE撇DD然at炸a[居b/屠10吹0]亭|0捎x8鼠0;//把小役數(shù)點(diǎn)境加入昂段碼De舌l(xiāng)a堡yM坡S(件5)遵;P0紹=0苦x0團(tuán)0;}//主程尾序vo僑id騙m斥ai鄰n(刺){泰TM窮OD盞=0膊x0剖2;//定時(shí)堡器0工作造在方肆式2TH靈0=授0x插14辮;TL娘0=僑0x布14形;IE械=0爪x8緩2;//開T0中斷TR通0=誼1;P1研=0伐x3倘F;//選擇AD冤C0卻80說9的通徒道3(貼01宏1）//高4位設(shè)喚通道遇地址坊為01永1(特3)賭,低4位為ST，EO旁C，OE等wh信il聲e(良1){姥ST激=0仍;ST箱=1盡;ST骨=0供;//啟動(dòng)巾轉(zhuǎn)換wh但il嘆e(叛EO境C==支0)割;//等待琴轉(zhuǎn)換叫結(jié)束OE樂=1籃;//允許滋輸出Di宿sp丟la詳y(蓋P3汽);//顯示A/腿D轉(zhuǎn)換消結(jié)果OE洞=0嚷;//關(guān)閉蕉輸出}}//么T0中斷簡子程餅序vo點(diǎn)id蹤蝶T跌im畫er左0_甜IN盛T(務(wù))除i責(zé)nt更er影ru攜pt窗1{武CL嫩K=腦!C費(fèi)LK所;//餐AD催C0壞80細(xì)9時(shí)鐘稿信號}（4）軟候硬件纖聯(lián)合幸調(diào)試將編脫寫的最程序趴在Ke刊ilC5趣1中編削譯成誤*.h怎ex后調(diào)滔入Pr茂ot底eu渡s硬件喇電路耗圖的AT峽89恒C5煤1中運(yùn)吹行，丑就能宜實(shí)現(xiàn)揮簡單兔的數(shù)禾字電續(xù)壓表籮功能龜。運(yùn)豬行后畢，滑勿動(dòng)RV序1的可嗎調(diào)腳莫，數(shù)芒碼管院會(huì)顯輔示不轎同的相電壓貢值，歐測量缸范圍走為0~糠+5吐V，精伯確度撈為0.郊01稿V。注意漏：在運(yùn)解用AD虜C0鉛80閃9與51單片和機(jī)配喂合完西成A/稍D轉(zhuǎn)換嬸時(shí)要鳴注意握單片煎機(jī)對AD蘋C0乓80訓(xùn)9的控麗制信扣號的是控制芬過程謎。任務(wù)10流.2數(shù)字費(fèi)溫度忙采集愿系統(tǒng)賓的設(shè)動(dòng)計(jì)DS備18門B2攻0是美橋國DA智LL指AS（達(dá)景拉斯克）公拍司生忘產(chǎn)的申一款單總尸線（1－Wi剝r(jià)e）數(shù)撤字溫雪度計(jì)磨，具判有硬貫件線梯路簡掏單、測體積坡超小援、功菊耗低云、抗妄干擾倡能力降強(qiáng)、徑精度揉高、敵附加舍功能縣強(qiáng)、勢易配備微處文理器江等特工點(diǎn)，承可直綿接將塞溫度胸轉(zhuǎn)化輸成串獅行數(shù)蠻字信閉號供亮處理慘器處偉理。DS有18悅B2遵0將溫楊度傳繩感器丹、A/贈(zèng)D轉(zhuǎn)換頁器等庸集于絨一身，從丸環(huán)境昆中采陵集了綢模擬脫的溫太度，舊輸出頃數(shù)字愈溫度谷信號璃。DS萍18餐B2替0具有汪唯一外的序塊列號，在搏一根袖通信明線上沸，可秤以掛翻很多忠這樣扶的數(shù)堡字溫冬度計(jì)悉，十般分方搶便。10包.2鍬.1卸D蟻S1均8B蔑20的工僵作原辛理DS躁18醉B2掩0的主放要特展性全數(shù)申字溫說度轉(zhuǎn)漫換及鍬輸出先進(jìn)唐的單嗓總線沖數(shù)據(jù)興通信可編句程分墨辨率9~著12可選倍，精城度可祥達(dá)土0.苗5°題C12位分樣辨率候時(shí)的擔(dān)最大壯工作球周期額為75溜0m期s電壓沿適應(yīng)茂范圍隊(duì)寬，+3撒.3漢V~傻+5算.5桌V，可貍選擇角數(shù)據(jù)碑線寄乏生電頃源工普作方越式檢測崖溫度慮范圍注為–5浴5°趟C沈~+克12定5°耽C內(nèi)置EE好PR蒙OM，限銹溫報(bào)冒警功郊能64位光圾刻RO況M，內(nèi)闊置產(chǎn)握品序淺列號兇，方錄便多雹機(jī)掛繼接多樣值封裝吉形式憲，適銜應(yīng)不黑同硬彩件系曬統(tǒng)DS革18船B2攝0引腳惑介紹兩種遷封裝射形式:DS清18鏟B2佛0的引冒腳定稀義:TO嗎-9需2直插告式八腳SO或SO添P貼片氣式序號名稱功能1GND電源地2DQ為數(shù)據(jù)（數(shù)字信號）輸入／輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源3VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)此引腳必須接地）2.疑D功S1敏8B好20內(nèi)部隸結(jié)構(gòu)DS渠18盲B2柴0主要悉由64位光陳刻RO弦M、高魂速緩化存RA估M（Sc繩ra庫tc浙hp肺ad）、鎮(zhèn)溫度融傳感兔器、略非易子失性魯溫度糠報(bào)警棵觸發(fā)餃器TH和TL及配嗓置寄閃存器（EE技PR溝OM）等賓組成墓。（1）64位光組刻RO雁M出廠劉前被點(diǎn)光刻浸好。低8位為址產(chǎn)品動(dòng)類型之號：沈單線鉤系列仙編碼統(tǒng)（DS牌18愁B2欺0為19釘H）中間48位為愿產(chǎn)品音唯一須的序駕列號高8位是貧前面56位的CR然C循環(huán)卷冗余趣校驗(yàn)夾碼光刻RO恒M的作舅用：惹使每滾一個(gè)DS區(qū)18蛇B2鉛0各不辭相同撫，這憂樣可認(rèn)以實(shí)們現(xiàn)一登個(gè)總綢線上珍掛接船多個(gè)DS解18悔B2概0。8位檢驗(yàn)CRC48位序列號8位工廠代碼（10H）MS供B填L恐SB（2）DS睬10渣B2獻(xiàn)0內(nèi)部岔存儲(chǔ)暈器包含棚一個(gè)9字節(jié)列高速菊緩存RA撲M和一碰個(gè)3字節(jié)貸非易指失性決的電截可擦騙除EE偶PR偵OM。DS益18浪B2抱0有9個(gè)字敏節(jié)的RA歐M，每聲個(gè)字婦節(jié)是8位。第2、3、4字節(jié)疲的上晶電狀筍態(tài)依湖賴于EE益PR驢OM的值測得榆的溫懷度值存儲(chǔ)熱溫度蔽報(bào)警移值設(shè)置仔溫度頌分辨取率鏡像DS商18潮B2舍0的配糊置寄樹存器肺（by蠟te鍵4）通過奪設(shè)置賭配置勁寄存仙器的R0、R1來確孔定精妹度。注：精度刺和轉(zhuǎn)討換時(shí)服間有耳直接撓關(guān)系。（3）DS桿18肅B2仍0溫度星數(shù)據(jù)果值格恨式DS萬18乳B2泄0接收沉到溫滔度轉(zhuǎn)真換命董令后插，啟娛動(dòng)溫軍度轉(zhuǎn)向換，后并將聚轉(zhuǎn)換虧后的寸溫度碼值以16位帶昂符號貨二進(jìn)柳制補(bǔ)用碼形毫式存腔儲(chǔ)在節(jié)高速側(cè)緩存丈存儲(chǔ)舍器的刊每1、2字節(jié)塘，單駕片機(jī)薪可通勇過單偷線接支口讀適到該沖數(shù)據(jù)穴，讀功取時(shí)袖低位吳在前加，高座位在淺后。出廠尤默認(rèn)荷配置賢為12位，身高5位為五符號攪位，禁單片題機(jī)讀仗取數(shù)慮據(jù)時(shí)獸，一衫次會(huì)種讀取2字節(jié)泛，讀丘完后拐將低11位的畝二進(jìn)擔(dān)制數(shù)獎(jiǎng)轉(zhuǎn)化滿為十賞進(jìn)制甩數(shù)后疑再乘釀以0.徒06宇25才得蠶到實(shí)縣際溫闊度值拿。當(dāng)前5位為1時(shí)，誦讀取瘦的溫霜度為交負(fù)值井，測治得數(shù)漆據(jù)值串需取起反加1再乘辣以0.慢06腔25才得沿到實(shí)膨際溫嫁度值筍。注：(1平)溫度撈以補(bǔ)沒碼形牧式存挪放；(2吳)9位分蘿辨率股時(shí)，暈得到吩的十?dāng)_進(jìn)制泰數(shù)乘邁以0.乞5；10位分崇辨率凱乘0.洞25遼;1曬1位分航辨率內(nèi)乘0.敢12森5DS框18小B2沸0溫度怒值格粱式溫度/數(shù)據(jù)故關(guān)系睜表注意業(yè)：從DS祝18川B2犧0讀取仙的數(shù)得字信羞號轉(zhuǎn)消換成蘭溫度賭值是售我們場應(yīng)用DS泛18宜B2澆0的關(guān)攝鍵。DS訪18杏B2拋0完成信溫度喘轉(zhuǎn)換勁后，皮就把情測得育的溫蠻度值屠與TH、TL做比膚較，枝若T＞TH或T＜TL，則爐將該羨器件皮內(nèi)的軋告警腿標(biāo)志福置位響，并此對主扒機(jī)發(fā)鳳出的晝告警改搜索親命令侍做出呆響應(yīng)挽。3.營DS光18劇B2賄0的指裙令1）控拿制DS絡(luò)18像B2須0的指策令(對RO蛾M操作)①33葡H－讀RO索M讀DS糟18火B(yǎng)2射0溫度離傳感咐器RO嚼M中的粱編碼②55競H－匹摸配RO攔M發(fā)出湖此命兄令后蒙，接泡著發(fā)找出64位RO汁M編碼摔，訪盡問單她總線疏上與伐該編娛碼相映對應(yīng)DS箭18堂B2朵0并使帥之做筆出響或應(yīng)，樓為下蝦一步弟對該DS摟18套B2饒0的讀/寫做楊準(zhǔn)備劫。③CC忠H－跳酷過RO更M。忽略64位RO叨M地址制，直緞接向18其B2誦0發(fā)送氧溫度炒變換陪命令敗。適馬用于句一個(gè)DS界18日B2巴0的情類況。DS季18驕B2撇0工作訊時(shí)，竿控制乞其工掉作的CP估U（單杰片機(jī)路）可料以使朗用各保種命賀令對DS盒18砌B2曲0進(jìn)行播操作熄，操石作過翁程為直：初能始化燙、發(fā)杜功能隙命令奇、發(fā)汗存儲(chǔ)樸器操紹作命銹令。④F0喜H－搜以索RO扔M用于衛(wèi)確定軋掛接熔在同虹一總考線上DS筋18屢B2拿0的個(gè)熊數(shù)，高識別64位RO禍M地址般，為鼻操作堅(jiān)各器孩件做辱好準(zhǔn)槳備。⑤EC柜H－告陸警搜紗索命腿令執(zhí)行喊此命奶令后駝，只騰有溫佛度超趣過設(shè)承定值莫上限尾或下布限的睛芯片殿才做秒出響堂應(yīng)。注：只有搭一個(gè)DS蘆18傷B2裁0時(shí)，收不需謝讀取RO泛M編碼心和匹約配RO令M編碼簽，只騾要用把跳過RO慨M（CC盜H）的姨指令弓就行竄了。2）溫進(jìn)度轉(zhuǎn)太換和冤讀取伸指令(對RA檔M操作)指

令

約定代碼

操

作

說

明

寫暫存器

4EH將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié)，可以在任何時(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令來中止寫入。

讀暫存器

BEH讀取暫存器的內(nèi)容。讀取將從第一個(gè)字節(jié)開始，一直進(jìn)行下去，直到第九（CRC）字節(jié)讀完。復(fù)制暫存器48H把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到EEPROM中。溫度轉(zhuǎn)換44H啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換。重新調(diào)出B8H把報(bào)警觸發(fā)器里的值拷貝回暫存器。這種拷貝操作在DS18B20上電時(shí)自動(dòng)執(zhí)行，這樣器件一上電暫存器里馬上就存在有效的數(shù)據(jù)了。

讀電源供電方式

B4H啟動(dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號給主CPU。4.歸D祝S1冊8B灣20的工火作時(shí)淡序作為印單總那線器第件，DS年18陰B2罩0與單挺片機(jī)域間采柏用串?dāng)R行數(shù)妻據(jù)傳讓輸方罩式，磨要求伸嚴(yán)格舊按照發(fā)時(shí)隙電進(jìn)行蝴操作姥。主撓機(jī)使備用時(shí)催間隙宏來讀鹿寫DS家18毛B2母0的數(shù)亡據(jù)位慮和寫下命令杠字的罷位。(1醬)初始堤化DS唐18縮慧B2竹0單片寄機(jī)發(fā)霜出復(fù)仇位脈院沖，DS烘18供B2戶0以存牲在脈疏沖響閣應(yīng)。柴當(dāng)DS榨18滅B2橫0發(fā)出嗎存在煤脈沖贊對復(fù)距位脈叫沖響討應(yīng)時(shí)熱，表要明該蠅器件券已在幻玉總線手上并挖作好協(xié)操作杠準(zhǔn)備注。初始慢化時(shí)擴(kuò)序圖主機(jī)活總線禽發(fā)送填一復(fù)娃位脈刊沖（刊最短話為48墊0μ盡s的低仙電平貞信號倡），徑接著然釋放聰總線戒并進(jìn)徐入接盆收狀尊態(tài)。DS損18灣B2蒼0在檢緒測到皮總線狐的上必升沿修之后引等待15～60付μs，接辯著DS休18功B2烘0發(fā)出燒存在封脈沖尸（低暈電平配持續(xù)60～24暗0μ呼s），暴主機(jī)剛接收各到高爬電平寶后初遼始化路成功棚。（2）寫DS蛾18頌B2池0當(dāng)主輛機(jī)總茅線從棵高拉杯至低宗電平倡時(shí)就崗產(chǎn)生阻寫時(shí)合間隙副。從憂開始15則μs之內(nèi)收應(yīng)將豆所需甩寫的啟位送喜到總渴線上埋，DS殲18后B2俊0在15～60率μs間對暢總線酷采樣正，若械為低劃電平預(yù)，則灰寫入屆的位阿是0；若緞為高禍電平誘，則純寫入云的位收是1。連休續(xù)寫2位間捉的間誘隙應(yīng)蠟大于1μ叉s。每挪一位彎的發(fā)珍送都泰應(yīng)該黨有一弓個(gè)至義少15頓μs的低播電平系起始農(nóng)位，餡隨后修的數(shù)需據(jù)“0”或“1”應(yīng)該巡壽在45冰μs內(nèi)完霞成。繼整個(gè)柳位的哭發(fā)送陷時(shí)間盜應(yīng)該他保持筍在60稠~1窩20育μs，否岡則不房誠能保妥證通胃信的件正常注。DS孔18抱B2峰0有兩默種類宋型的絲式寫時(shí)協(xié)序：店寫0時(shí)序非和寫1時(shí)序父，如犯圖。（3）讀DS泛18種B2棍0當(dāng)單豆片機(jī)那發(fā)出填讀時(shí)鍬序時(shí)崖，DS押18壘B2本0可發(fā)洞送數(shù)望據(jù)到解單片蛛機(jī)。州讀時(shí)心間隙懸時(shí)控闊制的智采樣轟時(shí)間紹應(yīng)該盞更加平的精梅確才移行，鬧所有效讀時(shí)參序必而須持盤續(xù)60臂μs以上板，每吐個(gè)時(shí)選序之怒間必拔須有溉至少1μ膏s的恢處復(fù)時(shí)冠間。注：必須墻在讀游間隙哈開始背的15援μs內(nèi)讀膝取數(shù)餐據(jù)位蠢才可殊以保星證通閣信的覽正確墾。主機(jī)農(nóng)在將騙總線菌從高臥電平另拉至尖低電泳平時(shí)予，至別少在1μ此s后將巧總線創(chuàng)拉高口，表蒙示讀悶時(shí)間展隙的散起始運(yùn)，隨哈后在獲總線資被釋忠放后深的15哨μs中DS毀18購B2法0會(huì)發(fā)技送內(nèi)脖部數(shù)濕據(jù)位馬，這解時(shí)控題制如刊果發(fā)花現(xiàn)總紅線為醒高電鋒平表長示讀登出“1”，如敲果總稀線為頁低電謀平則洲表示枕讀出藍(lán)數(shù)據(jù)必“0”，主吉機(jī)必水須在45緣瑞μs內(nèi)完佳成讀診位，千并在60～12離0μ禽s內(nèi)釋規(guī)放總我線。注意鼠：主機(jī)種（單點(diǎn)片機(jī)鴉）對纖于DS哥18即B2腎0的操朝作都車必須參嚴(yán)格竭按照姨其初眨始化勉、讀軋時(shí)間簽隙和破寫時(shí)吃間隙疏來完惑成，乎否則揉不能沙正常爹通信匪。在貌通信呈時(shí)是耍以8位“0”或“1”為一制個(gè)字枕節(jié)，頸字節(jié)哄的讀速或?qū)懡∈菑难虻臀粍濋_始蔥的，棵即D0到D7。5.飼D荒S1漲8B潮20與單蹄片機(jī)塊的連沃接通常喪用單聚片機(jī)輪來控控制DS峽18故B2召0，它倆們的蘿連接烤非常法簡單拳，如耐圖，沃只要秘用單榴片機(jī)鋒的1根I/請O口線落連接購到DS丘18寸B2隱0的DQ腳上涌就可扔以了記，但胃是需易要1只電便阻上盆拉。圖中諷的DS源18吼B(yǎng)2史0采用勤的是秋外部寄供電礦，將VD觸D腳接槐外部普電源啟（+5憑V）。療單總盤線上押可以爽同時(shí)兵掛接蝴其它饞的單亡總線衛(wèi)器件巴。10茫.2龍.2數(shù)字都溫度析采集積系統(tǒng)杏的設(shè)泊計(jì)1．任礙務(wù)要艷求設(shè)計(jì)概一個(gè)拍數(shù)字面溫度腐采集板系統(tǒng)刺，用AT另89煤C5奧1來控拒制DS杜18鞋B2獄0采集凳環(huán)境拐溫度綠，用年一只唇共陰占極的4位數(shù)毛碼管蔥顯示概采集押的溫棗度，耗要求些顯示遣的溫串度精擋確到0.外1℃，也唇就是梨保留忘一位繳小數(shù)泛位。2．任不務(wù)分瘡析根據(jù)盟任務(wù)援要求孕，采拔用AT咬89月C5踢1單片牲機(jī)來誕控制DS免18著B2貴0，任宮意用勿一個(gè)吵端口御線與DS云18猾B2側(cè)0的DQ連接既，這挺里我雜們用P3搜.0口，臉對DS稼18伴B2雕0寫數(shù)買據(jù)和韻讀數(shù)腰據(jù)都腫從P3呆.0口串符行讀衡寫。恨單片伶機(jī)的劃外接汽晶體聾采用扒實(shí)際偶中常墓用的22饞.1頭18青4M蛙Hz，這困樣1個(gè)機(jī)直器周兇期是0.紡54闖μs左右殖，在班控制DS鎮(zhèn)18牲B2斧0的初冷始化錘、讀解數(shù)據(jù)禽和寫求數(shù)據(jù)竭時(shí)注犬意時(shí)盆間隙扣的長絹短。按照勞前面單介紹服的DS箏18葬B2價(jià)0的操關(guān)作命住令，AT裂89潔C5激1從P2拘.7口將孩相應(yīng)融的命拋令字亞寫給DS量18肚B2群0，在削按照閥初始址化的啞過程孝對DS撒18循B2裁0進(jìn)行抵初始供化之夜后，AT羊89獵C5耳1將溫崖度數(shù)腦據(jù)從P3雷.0口讀霜入，席每次獲順序鬼將8位組寬合成1字節(jié)屈，溫疼度數(shù)器據(jù)的隨高8位和遙低8位都矩讀出紅后組跳合成16位的天溫度果數(shù)據(jù)趴，按謀照12位分嶺辨率廈，將該數(shù)據(jù)臘乘以0.折06表25，就漲得到港實(shí)際漁的溫葉度值袖。將續(xù)溫度豪值四鮮舍五方入保量留一巷位小遞數(shù)后指，按避位送儉到數(shù)陰碼管擴(kuò)顯示溝。3．任計(jì)務(wù)設(shè)鑒計(jì)（1）器效件的姥選擇根據(jù)防任務(wù)駁的要頁求和爬分析凡，采養(yǎng)用AT汗89它C5兄1作為CP移U，DS績18樂B2還0作為鉗溫度夢采集漏芯片雪，一緣瑞只4位的社共陰感極數(shù)蓮碼管預(yù)顯示抄溫度奏，包甚括AT谷89醬C5秧1工作田的外律圍電違路，閘設(shè)計(jì)瞞所用粗器件臺清單佛如表鐘所列衫。器件名稱數(shù)量（只）AT89C51122.1184MHz晶體122pF瓷片電容210uF電解電容110kΩ電阻14.7kΩ電阻11kΩX8排阻14位共陰極數(shù)碼管1DS18B201（2）硬姐件原插理圖岔設(shè)計(jì)（2）軟僅件程提序設(shè)換計(jì)開始初始化DS18B20跳過ROM（0xCC）啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換（0x44）讀RAM（0xBE）獲取溫度并轉(zhuǎn)換結(jié)束溫度磚采集回系統(tǒng)宋軟件抄流程衣圖軟件廢源程府序如營下：//發(fā)**免**歷**弄**芒**喇**崇**網(wǎng)**積**蜓**班**乓**止**樣**惡**灣**料**領(lǐng)**興**蜂**沉**趁**石**悟**暮**遠(yuǎn)**忘**脊**貓**帝**播**繪**度**籠**浸**節(jié)**漠**中*//宏定輸義#i健nc禽lu體de那<r居eg繞51險(xiǎn).h萄>#d碗ef爛in蘋euc特ha淚run懼si蘇gn臂ed米c炎ha才r#d吩ef助in工eui遵ntun拋si紐奉gn樣edin減t//謙**稅**井**屈**耀**醫(yī)**掙**在**聚**牲**北**僚**紡**燭**赴**判**砌**莫**棋**啊**敞**歷**妻**毯**呈**夏**冷**猜**竹**浙**晝**噸**側(cè)**胸**皆**擱**騾**暢*//測溫勁口定痕義sb林itte師mp符_d瞧s=P啊3^敲0;//定義態(tài)全局佛變量ui噴ntte蠅mp營;//存儲(chǔ)俊整型岔溫度環(huán)值fl隸oa蔥tf_撒te咬mp;//存儲(chǔ)肢浮點(diǎn)病型溫炸度值//定義謝共陰頁極段機(jī)碼表un延si衫gn宰ed窄c凝ha叼r畝co素de莖t摔ab轟le擋[]綢={蟲0x和3F替,0薯x0閘6,姑0x聞5B崗,0獅x4系F,廟0x會(huì)66飯,0瀉x6握D,蒙0x釘7D悅,0野x0匪7,輛0x易7F絞,0枯x6求F}脹;//鑄ms延時(shí)帖子程正序vo錘idde爽la甲y(腫ui鞏ntx){ui雖nty;wh鋤il歌e(英x--辭)fo瓜r(死y=1繪60縮慧;y父>0虎;y宰--行);}//納DS第18靜B2皮0初始遙化子債程序趙，成葵功返鏡回1，否磨則返昏回0in閃tDS苗18壓B2厚0_毯in瓣it插(v郵oi素d){ui相nti;te居mp紫_d寨s=0伯;//發(fā)復(fù)震位脈季沖i=渴16甘0;wh恰il光e(藥i>辛0)蹈i飾--樂;te屢mp街_d杜s=疲1;i=努8;wh秧il伯e(鈴i>0劍)i練--刷;}//從DS驚18爆B2康0讀1位數(shù)顆據(jù)bi魂tte燥mp單re遵ad混bi訴t(持vo廳id){ui搖nti;bi深tda加t;te吃mp財(cái)_d徹s=0皮;//拉低亂控制哀線i+仙+;te政mp褲_d慢s=1芽;//拉高侵控制沙線i+辟+;i+捷+;da提t(yī)=包te組mp作_d算s;//讀1為數(shù)絡(luò)據(jù)i=撒10謝;wh待il唉e(恭i>抱0)圖i鹿--逐;te雞mp其_d止s=騎1;//拉高督控制餓線re顫tu茄rn嘴(斤da受t)析;}//從DS員18剛B2創(chuàng)0讀一終個(gè)字瘡節(jié)uc礦ha涂r還te拉mp瘦re總ad早by舅te當(dāng)(v跪oi左d){徑uc營ha搖r弱i,奧j,有da仆t;da桿t=訊0;fo滑r(拘i=鼻1;姓i<媽=8看;i梳++僵)//讀到叨的8位組杯成1字節(jié){j=窩te朱mp退re秤ad背bi鄭t(墾);da桶t=鴨(j炕<<歸7)漫|(有da應(yīng)t>澇>1謠);}re擊tu拘rn鉛(d瀉at莫);}//向DS魂18犧B2激0寫一馬位數(shù)夢據(jù)vo著idte攝mp兆wr病it績eb趙it崇(b準(zhǔn)itin劃st挪ru歇c_精da蟻ta){文i融nt堂t肉im伙e;if辭(i看ns樓tr慕uc乎_d丈at黑a){株te袖mp怠_d出s=墓0;//拉低匹控制潤線ti觸me騾=3滾;wh爪il租e(盈ti記me>0鎖)軋ti我me怖--揪;te構(gòu)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