毕业论文-基于单片机的粮仓温度控制系统

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表4-3 DS18B20 温度数据表

TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT DIGITAL OUTPUT (Binary) (Hex) +125℃ +85℃ +25.0625℃ +10.125℃ +0.5℃ 0℃ -0.5℃ -10.125℃ -25.0625℃ -55℃ 0000 0111 1101 0000 0000 0101 0101 0000 0000 0001 1001 0001 0000 0000 1010 0010 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 1111 1111 0101 1110 1111 1110 0110 1111 1111 1100 1001 0000 07D0h 0550h 0191h 00A2h 00008h 00000h FFF8h FF5Eh FE6Eh FC90h The power –on reset value of the temperature resister is +85℃

（4）配置寄存器

该字节各位的意义如表4-4所示：

表 4-4 配置寄存器结构

TM R1 R0 1 1 1 1 1

低五位一直都是1 ，TM 是测试模式位，用于设置DS18B20 在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1 和R0 用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20 出厂时被设置为12 位）

分辨率设置如表4-5所示：

表4-5 温度值分辨率设置表 R1 0 0 1 1 R0 0 1 0 1 分辨率 9位 10位 11位 12位 温度最大转换时间 93.75ms 187.5ms 375ms 750ms 由表4-5可见，DS18B20温度转换时间比较长，而且设定的分辨率越高，所需

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要的温度转换时间就越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。 4.3.3高速暂存存储器

高速暂存存储器由9 个字节组成，其分配如表4-6 所示。当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0 和第1 个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式如表1 所示。对应的温度计算：当符号位S=0 时，直接将二进制位转换为十进制；当S=1 时，先将补码变为原码，再计算十进制值。表 4-3 是对应的一部分温度值。第九个字节是冗余检验字节。

表 4-6 DS18B20 暂存寄存器分布

寄存器内容 温度值低位 温度值高位 高温限值 TH 低温限值 TL 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 检验 字节地址 0 1 2 3 4 5 6 7 8 根据 DS18B20 的通讯协议，主机控制DS18B20 完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20 进行复位，复位成功后发送一条ROM 指令，最后发送RAM 指令，这样才能对DS18B20 进行预定的操作。复位要求主CPU 将数据线下拉500 微秒，然后释放，DS18B20 收到信号后等待16～60 微秒左右，后发出60～240 微秒的存在低脉冲，主CPU 收到此信号表示复位成功。 表 4-7 ROM 指令表 指 令 读 ROM 约定代码 功 能 33H 读DS1820ROM 中的编码（即64 位地址）

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第22页 符合 ROM 55H 发出此命令之后，接着发出64 位ROM 编码，访问单总线上与该编码相对应的DS1820 使之作出响应，为下一步对该DS1820 的读写作准备。 搜索 ROM 0F0H 用于确定挂接在同一总线上DS1820 的个数和识别64 位ROM 地址。为操作各器件作好准备。 跳过 ROM 0CCH 忽略64 位ROM 地址，直接向DS1820 发温度变换命令。适用于单片工作。 告警搜索命0ECH 令

表 4-8 RAM 指令表

指 令 温度变换 约定代码 功 能 44H 启动DS1820 进行温度转换，转换时最长为500ms（典型为200ms）。结果存入内部9 字节RAM 中。 读暂存器 写暂存器 0BEH 4EH 内部RAM 中9 字节的内容 发出向内部RAM 的3、4 字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。 复制暂存器 48H 重EEPROM 读供电方式 0B4H 读DS1820 的供电模式。寄生供电时DS1820 发送“0”，外接电源供电DS1820 发送“1”。 4.3.4 DS18B20单总线(1一Wire)的基本原理 1.概述

单总线(l—Wire)[均是Maxim全资子公司Dallas的一项专有技术。与目前多数标准串行数据通信方式，如SPI/I2C/CROWIRE不同，它采用单根信号线，既传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向，它具有节省I/O口线资源、结构简

调 0B8H 将RAM 中第3、4 字节的内容复制到EEPROM 中。 将EEPROM 中内容恢复到RAM 中的第3、4 字节。 执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。

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单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。

1一Wire单总线适用于单个主机系统，能够控制一个或多个从机设备。当只有一个从机位于总线上时，系统可按照单节点系统操作;而当多个从机位于总线上时，则系统按照多节点系统操作。

为了较为全面地介绍单总线系统，将系统分为三个部分讨论硬件结构命令序列和信号方式(信号类型和时序)。DS18B20的测温原理图如图4-9所示：

斜率累加器 预置 计数比较器 低温度系数振荡器 减法计数器1 增加 预置 减到温度寄存器 停 止 高温度系数振荡 减法计数器2 减到0

图4-9 DS18B20测温原理图

图4-9中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1；高温度系数晶振随温度变化其晶振频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就低温度系数振荡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℃所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。

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的预置减到０时，温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置值将重新被装入，减法计数器1重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时停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就