基于单片机温度检测系统设计毕设论文

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由于DS18B20采用的是1－Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据

┊ 的双向传输，而对AT89S51单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，┊ 我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访┊ 问。由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严┊ 格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完┊ 整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序┊ 都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都┊ 是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，┊ 主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。DS18B20┊ 的复位时序 ┊ ┊ ┊ ┊

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2 Q 3 DD

3.2.4 DS18B20的使用方法

VD

数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。

可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。

序称 1 ND

G

地信号

名

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图3-2 DS18B20的引脚图

表3-1 DS18B20详细引脚功能描述

引脚功能描述

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DS18B20的读时序

对于DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程。

对于DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。

DS18B20的写时序

对于DS18B20的写时序仍然分为写0时序和写1时序两个过程。对于DS18B20写0时序和写1时序的要求不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，保证DS18B20能够在15us到45us之间能够正确地采样IO总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，在15us之内就得释放单总线。

┊ 3.3 DS18B20的测温原理

DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃～+125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路.

低温度系数晶振的震荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率脉冲信号

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送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，途中还隐含着计数门，当计数门打开时，

┊ DS18B20就对低温度系数晶振器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量，┊ 计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55℃所对┊ 应的一个基值，减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数。┊

当减法计数器1的预值减到0时，温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预值┊

将从新被装入，减法计数器1从新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计┊

数，如此循环，直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值得累加，此时┊

┊ 温度寄存器中的数值即为所测温度。 ┊

对于DS18B20的使用，多采用单片机实现数据采集，处理时，将DS18B20

┊ 信号线与单片机一位口线相连，单片机可挂接多片DS18B20，从而实现多点温度装

检测系统。 ┊ ┊ ┊ ┊

┊ 4.1 1602液晶显示器和单片机接口技术 订 4.1.1 1602液晶显示器简介 ┊ ┊

1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模

。目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片┊ 块（显示字符和数字）

┊ 的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应┊ 用于市面上大部分的字符型液晶。

工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行） 线

┊ 注：为了表示的方便 ，后文皆以1表示高电平，0表示低电平。

┊ 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号┊ 等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵┊ 字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，（用自┊ 起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形

。 ┊ 定义CGRAM，显示效果也不好）

┊ 1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模

。 ┊ 块（显示字符和数字）

┊ 目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完┊ ┊ ┊ ┊

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第四章 系统总体设计

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全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 4.1.2 功能管脚

图4-1 1602管脚图

1602采用标准的16脚接口，其中： 第1脚：VSS为电源地 第2脚：VCC接5V电源正极

第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会 产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。

第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。

第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。

第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。

第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。

┊ 4.1.3 特性应用

+3.3V电压，对比度可调 内含复位电路

提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能 有80字节显示数据存储器DDRAM

内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM 8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM

微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗

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