基于单片机的温度采集显示电路设计

? P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。 ? P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL

门电流。 ? P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL

门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

? P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。 ? RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时当8051

通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态。 ? ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

? PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次

/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 ? EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否

有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

? XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 ? XTAL2：来自反向振荡器的输出。

3.2温度采集模块

3.2.1温度传感器的介绍

DS18B20数字温度传感器是美国DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，它是世界上最早的支持 \一线总线\接口的温度传感器。它具有体积更小、适用电压更宽、功耗更低、抗干扰能力更高性能、配处理器更容易等优点，它能够直接将温度转化成串行数字信号（按9位二进制数字）给单片机进行处理，还能在同一总线上可以挂接多个传感器芯片. DS18B20可编程温度传感器它包含3个管脚。DS18B20的外形和引脚排列图如图 2所示。

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图 2 DS18B20的外形及管脚图

正如图中所示：GND引脚为接地线；DQ引脚为数据输入/输出的接口，它经过一个较弱的上拉电阻和单片机相连；VDD引脚为电源接口，它既能够由数据线提供电源，又能够由外部提供电源，范围3.0V~5.5V。 DS18B20具体特性如下：

(1) DS18B20因为采用了单总线技术，可通过串行口线，也可通过其他I/O口线与微机直接连接传感器直接输出被测温度值（二进制数）。

(2) 在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。 (3) 实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。

(4) 测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增（华氏器件-67~+257℉，以0.9℉递增）。 (5) “0”功耗待机。

(6) 数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。 (7) 内部有温度上、下限告警设置。

(8) 用户可自设定非易失性的报警上下限值。

(9) 支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 (10) 负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 DS18B20 DS18B20中的温度传感器能够完成对温度的测量，就拿12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。详情见图 3 。

图 3 DS18B20温度值格式表

这个为12位转化后所得到的12位数据，存储于DS18B20的二个8比特的RAM里，二进制里的前面5位为符号位，若测得的温度＞“0 ℃”，则该5位是“0”，只须用测得的数值乘于0.0625就能够得到实际的温度；若温度＜“0℃”，则该5位是“1”，要将测得的数值取反再加“1”，再乘于0.0625。才能够得到实际的温度。比如说：+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃的数字输出为FF6FH。详情见图 4 。

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图 4 DS18B20转化温度形式

3.2.3 DS18B20的工作原理

按照DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20要完成温度的转换必须得经过三个步骤才可：

1) 每一次读写之前都必须对DS18B20进行复位。 2) 复位成功之后发送一条ROM指令。

3) 最后发送RAM指令，这样才能够对DS18B20进行预定的操作。

复位时，先得要求主CPU对数据线下拉500μs再释放，待DS18B20收到信号，等待15~60μs左右后，再发出60~240μs的存在低脉冲，最后主CPU收到此信号表示复位成功。它的工作时序有初始化时序和写时序还有读时序。具体工作方法如图 5、6、7所示。 1) 初始化时序

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图 5 初始化时序

总线上的一切传输过程均是以初始化开始的。主机响应应答脉冲。应答脉冲让主机知道，总线上有从机设备，并准备就绪。主机输出低电平，且保持低电平的时间至少480微秒，从而产生复位脉冲。然后主机释放总线，4.7KΩ上拉电阻将总线拉高，延时15～60微秒后进入接受模式，用来产生低电平应答脉冲。如果为低电平，就再延时480微秒。 2) 写时序

图 6 写时序

写时序包含写“0”时序与写“1”时序。一切写时序最少要60微秒，并且在两次独立的写时序当中最少要1微秒的恢复时间。两者都是从总线拉低开始。写“1”时序：主机先输出低电平，延时2微秒后释放总线再延时60微秒。写“0”时序：主机先输出低电平，延时60微秒后释放总线再延时2微秒。 3) 读时序

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