基于單片機(jī)的水溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄17608內(nèi)容摘要 170951引言 330342系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 4200472.1溫度傳感器分類與選擇 450182.2總體方案的確定 6315993系統(tǒng)各功能模塊電路設(shè)計(jì) 6131083.1系統(tǒng)工作原理 6172923.2系統(tǒng)相關(guān)硬件及模塊介紹 7279574系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 105995系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 1158725.1DS18B20數(shù)據(jù)通信概述 1151395.2存儲(chǔ)器24C02數(shù)據(jù)存儲(chǔ)概述 11166505.3軟件程序設(shè)計(jì) 12223056仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 14190756.1程序調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法 14151287總結(jié)語(yǔ) 141563參考文獻(xiàn) 16內(nèi)容摘要本設(shè)計(jì)概述了溫控器的發(fā)展和基本原理，闡述了溫度傳感器的原理和特性。分析了DS18B20溫度傳感器的優(yōu)劣，在此基礎(chǔ)上敘述了系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了溫度采集等部分的電路設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)智能測(cè)溫系統(tǒng)的主要參數(shù)進(jìn)行了討論。并在介紹智能溫度控制系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)的總體框架。論證了智能溫度控制系統(tǒng)溫度采集、接收、處理、顯示等部分的總體設(shè)計(jì)方案，采用1602液晶顯示模塊實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的顯示功能。分析了系統(tǒng)各部分的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。采用Proteus7.6進(jìn)行了可行性仿真。試驗(yàn)證明，此智能溫度控制器具有很好的可操作性，較強(qiáng)的可拓展性，控制簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：DS18B20；單片機(jī)；智能溫度控制本文首先介紹可以課題的研究背景和意義，然后對(duì)溫度傳感器進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，在此基礎(chǔ)上提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心控制器件，配置相應(yīng)的外圍電路、編寫個(gè)功能的驅(qū)動(dòng)程序達(dá)到實(shí)現(xiàn)水溫控制的效果。1引言信息采集控制、信息處理和信息傳輸被稱為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱。而屬于信息技術(shù)前沿尖端產(chǎn)品的溫度控制器，則被廣泛用于科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活等諸多領(lǐng)域，且需求數(shù)量日益增長(zhǎng)。溫度控制器是一種能根據(jù)不同用戶對(duì)溫度的獨(dú)特需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度以滿足用戶需求的溫度控制裝置。實(shí)現(xiàn)以上目的的方法理論上有很多，但目前業(yè)界主要有傳統(tǒng)機(jī)械式溫度控制器和智能電子式溫度控制器兩大系列[1]。傳統(tǒng)機(jī)械式溫度控制器和智能電子式溫度控制器的最大區(qū)別在于，其處理不確定性問(wèn)題和復(fù)雜控制問(wèn)題的能力，顯然傳統(tǒng)機(jī)械式溫度控制器在處理不確定性問(wèn)題和復(fù)雜控制問(wèn)題的時(shí)候還顯得力不從心。相反，智能電子式溫度控制器在處理不確定性和復(fù)雜控制方面表現(xiàn)出了很強(qiáng)的能力。智能電子式溫度控制器采用擬人化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，即智能溫度控制系統(tǒng)都具有擬人或仿人的功能，這些擬人化的功能都不是機(jī)械自身具備的，而是人為的賦予機(jī)械的特殊功能，這些擬人化的智能功能主要表現(xiàn)是能實(shí)現(xiàn)智能決策。綜上所述，智能控制的核心是對(duì)不確定性和復(fù)雜問(wèn)題的控制，其實(shí)現(xiàn)手段則主要采用先進(jìn)的控制芯片和智能的控制模型搭建起擬人化的智能控制平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)智能控制[2][3]。目前很多國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠商都在新型控制模型與數(shù)控芯片的基礎(chǔ)上，研發(fā)智能型溫度控制器。已有一些國(guó)內(nèi)廠家生研制出了智能室溫控器，并已開(kāi)始應(yīng)用于實(shí)際工程。本文主要的工作安排：第3章系統(tǒng)各功能模塊電路設(shè)計(jì)；第4章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；第6章仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1溫度傳感器分類與選擇日常生活中溫度是常常遇到的一個(gè)物理量，同時(shí)也是科研生產(chǎn)中最基本、最常見(jiàn)的常量之一。很多場(chǎng)合都需要對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)控，而溫度測(cè)控又離不開(kāi)溫度傳感器，從而，熟悉正確的測(cè)溫方法和溫度傳感器的使用方法非常重要[4]。2.1.1常見(jiàn)測(cè)溫方法物體受熱后溫度就會(huì)升高，任何兩個(gè)不同溫度的物體接觸則必然發(fā)生熱交換，直至兩物體的溫度達(dá)到平衡。因此，可以選用某種溫度傳感器和被測(cè)物體相接觸進(jìn)行溫度測(cè)量，此方法稱作接觸式測(cè)溫法。接觸式測(cè)溫法用于較低的溫度測(cè)量。同時(shí)，物體受熱溫度升高的同時(shí)伴隨著熱輻射，從而，可以利用溫度傳感器接收到被測(cè)物體在不同溫度下輻射出的不同能量值來(lái)測(cè)量溫度，此方法稱作非接觸式測(cè)溫法。非接觸式測(cè)溫法用于高溫測(cè)量[5]。2.1.2溫度傳感器分類按輸出量類型可分為模擬溫度傳感器與數(shù)字溫度傳感器。按測(cè)溫方式可分為接觸式溫度傳感器與非接觸式溫度傳感器。按傳感器類型可分為分立式溫度傳感器與模擬集成式溫度傳感器以及智能溫度傳感器。模擬溫度傳感器輸出的模擬量信號(hào)是隨溫度的變化而變化的。優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度較快，但MPU（微處理器）的接口較復(fù)雜。數(shù)字溫度傳感器輸出的數(shù)字量是隨溫度變化，它輸出響應(yīng)速度較慢，但MPU的接口簡(jiǎn)便。工程中常見(jiàn)的幾類溫度傳感器的簡(jiǎn)單介紹如下[6]。1、熱電阻式溫度傳感器熱電阻溫度傳感器是指采用熱敏電阻溫度系數(shù)隨溫度而變化的特性制成的溫度傳感器。大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻值都隨溫度升高而增大。因?yàn)橐话慵兘饘俚臏囟认禂?shù)都比合金的溫度系數(shù)要高，所以熱電阻溫度傳感器都選用純金屬作為熱電阻的組件。2、熱敏電阻式溫度傳感器熱敏電阻溫度傳感器是指利用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻制成的溫度傳感器，其電阻率受溫度的影響較大，隨溫度的升高而減少。優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，體積小，壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量；缺點(diǎn)是互換性差，非線性度非常嚴(yán)重。3、模擬集成式溫度傳感器模擬集成式溫度傳感器是一種于20世紀(jì)80年代面世，采用硅半導(dǎo)體工藝而制成的溫度傳感器。屬于一種最簡(jiǎn)單的集成式溫度傳感器。其主要特點(diǎn)有測(cè)溫誤差、價(jià)格低、小功能單一、傳輸距離遠(yuǎn)、響應(yīng)速度快、微功耗、體積小，特別適合在距離較遠(yuǎn)的情況先實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)控，同時(shí)也不用非線性校準(zhǔn)。4、熱電偶式溫度傳感器作為一種傳統(tǒng)的溫度傳感器，其測(cè)溫范圍一般為-50℃到+1600℃，最高甚至可測(cè)+2800℃，同時(shí)測(cè)量精度較高。另外，熱電偶產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，使用時(shí)易于選擇，可方便地用計(jì)算機(jī)做線性補(bǔ)償，因此，至今在測(cè)溫領(lǐng)域內(nèi)仍被廣泛使用，它的理論基礎(chǔ)是建立在熱電效應(yīng)上，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。5、智能溫度傳感器智能溫度傳感器于20世紀(jì)90年代中期面世。如今，已有很多著名的集成電路生產(chǎn)商已研制出了上千種智能溫度傳感器。智能溫度傳感器主要具有以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，能輸出適用于各種微處理器的溫度數(shù)據(jù)和相關(guān)控制量；第二，能以多種簡(jiǎn)便方式組成多功能、高性價(jià)比的智能溫度測(cè)控系統(tǒng)；第三，其智能化程度完全取決于系統(tǒng)軟件的編寫水平，系統(tǒng)硬件只是起到為系統(tǒng)軟件搭建能實(shí)現(xiàn)功平臺(tái)的作用。除了溫度傳感器之外，其內(nèi)部包含了接口電路、A/D模塊以及存儲(chǔ)器模塊。甚至有些產(chǎn)品還包含了中央處理器、多路控制器、ROM和RAM。2.1.3溫度傳感器的選擇在闡述溫度傳感器的選擇原則之前，首先介紹測(cè)量控制系統(tǒng)中適用于各種傳感器的選擇的總原則。1、選擇傳感器的總原則現(xiàn)代傳感器在原理與結(jié)構(gòu)上千差萬(wàn)別，怎樣合理地根據(jù)具體的測(cè)控目的、測(cè)控對(duì)象和測(cè)控環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳎ǔＪ菃纹瑱C(jī)測(cè)控系統(tǒng)首先面臨的問(wèn)題。只有在合理選擇了傳感器選定之后，才能確定與之相配套的測(cè)控電路。測(cè)控系統(tǒng)的成敗，很大程度都取決于測(cè)量所用的傳感器選擇的是否合理。2、溫度傳感器的選擇溫度傳感器被廣泛應(yīng)用于各類消費(fèi)電子產(chǎn)品、家用電子產(chǎn)品、玩具、工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)和個(gè)人應(yīng)用中。傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器是最常用的溫度傳感器元件，而集成溫度傳感器特點(diǎn)是測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、微功耗，適合在較遠(yuǎn)距離的情況先實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)控，同時(shí)也不用非線性校準(zhǔn)，同時(shí)其外圍輔助電路也十分簡(jiǎn)單，也正因?yàn)橥瑫r(shí)具有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，已然成為國(guó)內(nèi)外溫度測(cè)控領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的溫度傳感器之一。綜上所述，不同的傳感器具有不同的應(yīng)用場(chǎng)合，由于在溫度測(cè)控系統(tǒng)中，傳感器是前向通道的關(guān)鍵部件，因此選擇合適的傳感器是非常重要的。選擇的原則要考慮溫度范圍、溫控精度、測(cè)溫場(chǎng)合、價(jià)格等幾方面的因素。2.2總體方案的確定考慮到該系統(tǒng)功能較少，由普通單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)。而89C52單片機(jī)具有重量輕、體積小、對(duì)環(huán)境要求不高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、價(jià)格低廉、靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，故本系統(tǒng)選用89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)主控制器。在溫度采集方面，選用單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集。DS18B20數(shù)字溫度傳感器提供9到12位溫度數(shù)據(jù)，指示器件的溫度數(shù)據(jù)經(jīng)單線接口送入DS18B20送出，所以主控器器和DS18B20的連接僅需一跟數(shù)據(jù)線和地信號(hào)線，讀寫數(shù)據(jù)以及溫度變換所需電源均可由數(shù)據(jù)線自身提供，不需要連接外部電源。在上文中已提及，熱敏電阻式溫度傳感器的互換性差，非線性度嚴(yán)重。而數(shù)字溫度傳感器DS18B20接線簡(jiǎn)單，輸出量為能直接作為單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)的數(shù)字量，而且只是在一般環(huán)境下測(cè)量，無(wú)論在線性范圍、穩(wěn)定性、靈敏度，還是在精度方面，具有強(qiáng)大功能的DS18B20都已滿足設(shè)計(jì)需要。但DS18B20也有自身的不足，即軟件實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，但在硬件實(shí)現(xiàn)方面會(huì)簡(jiǎn)便不少。綜上所述，在本系統(tǒng)中，選用DS18B20作為溫度數(shù)據(jù)采集的傳感器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：圖2-1單片機(jī)智能溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3系統(tǒng)各功能模塊電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)工作原理該控制系統(tǒng)用89C52單片機(jī)為系統(tǒng)的CPU進(jìn)行主控制，數(shù)字傳感器DS18B20完成數(shù)據(jù)采集，89C52對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，得到各種控制信號(hào)。這些控制信號(hào)將分別控制1602液晶的顯示、啟動(dòng)報(bào)警裝置與啟動(dòng)制冷設(shè)備、電暖設(shè)備。同時(shí)利用單片機(jī)自身的使能端口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位，手動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能。3.2系統(tǒng)相關(guān)硬件及模塊介紹3.2.1溫度采集電路本系統(tǒng)中采集溫度選用的是數(shù)字式溫度傳感器DS18B20電壓范圍支持3V到5.5V，這樣就使測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得更加的方便靈活。與此同時(shí)，最新研制的DS18B20較以前體積更小，也更加便宜。可以通過(guò)用戶程序設(shè)定DS18B20的分辨率為可9到12位，精度可達(dá)到±0.5℃。當(dāng)分辨率為12位時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為750ms。使得用戶可以選擇更小的器件封裝，更寬的分辨率范圍以及更大的適用電壓范圍，同時(shí)用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20的引腳圖如圖3-1所示。三個(gè)引腳分別為：VDD——外接供電電源端；QD數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GND地信號(hào)端。圖3-1DS18B20引腳圖在此設(shè)計(jì)中，DS18B20的DQ端連接到89C52的P2.3上，作為89C52的數(shù)據(jù)輸入端。3.2.2信號(hào)處理與控制電路信號(hào)處理與控制采用89C52單片機(jī)基本處理控制電路。此電路以89C52單片機(jī)為核心，89C52的引腳圖如圖3-2所示。圖3-289C52引腳圖要使單片機(jī)能正常工作，則必須讓單片機(jī)的20腳（GND）接地，31腳（/EA）和40腳（Vcc）接正5V電源。18、19腳（XTAL2、XTAL1）接12MHz的晶振以及兩個(gè)諧振電容，構(gòu)成片內(nèi)振蕩電路，作為單片機(jī)的時(shí)鐘輸入信號(hào)。9腳（RST）接按鍵復(fù)位電路，為單片機(jī)提供復(fù)位信號(hào)。89C52芯片內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，其輸入輸出端分別是XTAL1和XTAL2，在此反相放大器的兩端接上石英晶體和兩個(gè)協(xié)振電容即構(gòu)成自激振蕩器。電容值通常取30pF，兩個(gè)電容一起起到穩(wěn)定頻率以及微調(diào)震蕩頻率的作用。時(shí)鐘電路圖如圖3-3所示。圖3-3時(shí)鐘電路手動(dòng)復(fù)位即通過(guò)按下一按鈕開(kāi)關(guān)，讓單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。系統(tǒng)上電運(yùn)行后，若需要復(fù)位，都可通過(guò)手動(dòng)復(fù)位按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位的。復(fù)位電路圖如圖3-4所示。圖3-4復(fù)位電路3.2.3LCD1206顯示電路本設(shè)計(jì)中，溫度顯示部分硬件是由lcd1602液晶與上拉電阻組成。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口，包含8根數(shù)據(jù)線(D0-D7)，三根控制線（rs,rw,e），電源和液晶驅(qū)動(dòng)引腳(VSS,VDD,VEE)。液晶顯示的原理是：當(dāng)系統(tǒng)通電時(shí)內(nèi)部電路導(dǎo)通，內(nèi)部的液晶排列變得很有秩序，使得光線順利通過(guò)而成像；當(dāng)系統(tǒng)不通電事內(nèi)部電路關(guān)閉，內(nèi)部的液晶排列毫無(wú)秩序，使得光線不能通過(guò)而不能成像。液晶顯示器具有可直接驅(qū)動(dòng)、易于全彩顯示、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)，目前在攝像機(jī)、個(gè)人電腦、移動(dòng)通信工具等諸多領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用。其電路圖如圖3-5所示。圖3-5液晶顯示電路3.2.4按鍵功能設(shè)置電路溫度調(diào)節(jié)由三個(gè)常開(kāi)按鍵電路實(shí)現(xiàn)。其電路圖如圖3-6所示。按鍵K1一端與單片機(jī)的外部中斷0（/INT0,12腳）相連，另一端接地。其功能是當(dāng)按鍵按下一次時(shí)，給單片機(jī)一個(gè)低電平，進(jìn)入溫度設(shè)定狀態(tài)；再次按下時(shí)，進(jìn)入風(fēng)速設(shè)計(jì)狀態(tài)，再次按下時(shí)則退出溫度設(shè)定狀態(tài)。按鍵K2、K3，一端接地，另一端與單片機(jī)的13腳、14腳相連，其功能是每按下一次按鍵，顯示設(shè)定值加1或減1。圖3-6溫度設(shè)置電路3.2.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由24C02芯片組成，共有256字節(jié)，與單片機(jī)的P3.5、P3.6連接。在本設(shè)計(jì)中，每隔15ms記錄一次實(shí)測(cè)溫度，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫度存儲(chǔ)。24C02是一種基于I2C-BUS的遵循二線制協(xié)議的串行E2PROM存儲(chǔ)器件，具有體積小，接口方便，數(shù)據(jù)掉電不丟失等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。3.2.6報(bào)警、音樂(lè)電路蜂鳴器是一種采用直流電壓供電的一體化電子訊響器，作為發(fā)聲器件廣泛應(yīng)用于打印機(jī)、計(jì)算機(jī)、報(bào)警器、復(fù)印機(jī)、汽車電子設(shè)備、電子玩具、定時(shí)器、電話機(jī)等電子產(chǎn)品中。與單片機(jī)P3.7連接，其報(bào)警電路圖如圖3-7所示。圖3-7蜂鳴器報(bào)警電路4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)其中各引腳對(duì)應(yīng)的端口如下表所示：表4.1單片機(jī)引腳與各器件對(duì)應(yīng)表接口對(duì)應(yīng)器件引腳接口對(duì)應(yīng)器件引腳P0.0接LCD1602的D0端P3.7接蜂鳴器報(bào)警電路P0.1接LCD1602的D1端P2.5接LCD1602的RS端P0.2接LCD1602的D2端P2.6接LCD1602的R/W端P0.3接LCD1602的D3端P2.7接LCD1602的E端P0.4接LCD1602的D4端P3.0接warm繼電器端P0.5接LCD1602的D5端P3.1接cool繼電器端P0.6接LCD1602的D6端P3.2接S1按鍵P0.7接LCD1602的D7端P3.3接S2按鍵P3.5接24C02的SCK端P3.4接S3按鍵P1.1接24C02的SDA端P3.5接24C02的SCK端P1.4接步進(jìn)電機(jī)A極XTAL1接晶振時(shí)鐘電路P1.5接步進(jìn)電機(jī)B極XPAL2接晶振時(shí)鐘電路P1.6接步進(jìn)電機(jī)C極RST接復(fù)位電路P1.7接步進(jìn)電機(jī)D極VCC接電源P2.3接DS18B20的DQ端GND接地在確定了相關(guān)模塊功能和電路設(shè)計(jì)以及用到的器件后，系統(tǒng)做如下連接設(shè)計(jì)：圖4.1總體硬件電路圖本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)可以通過(guò)檢測(cè)環(huán)境溫度高或低，控制步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作達(dá)到開(kāi)啟或關(guān)系電動(dòng)門或窗實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)溫度；設(shè)計(jì)中有兩個(gè)繼電器，1個(gè)繼電器作用可以連接空氣壓縮機(jī)進(jìn)行通風(fēng)、另一個(gè)繼電器的作用可以接12V工作的報(bào)警燈，當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低的時(shí)候完成系統(tǒng)報(bào)警；液晶屏用于顯示實(shí)時(shí)溫度和系統(tǒng)運(yùn)行的工作狀態(tài)。5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1DS18B20數(shù)據(jù)通信概述在DS18B20通信中命令序列分為3步：初始化、ROM命令（和功能命令。訪問(wèn)DS18B20，必須嚴(yán)格遵守此命令時(shí)序，若出現(xiàn)序列混亂，則單總線的單總線器件就不會(huì)響應(yīng)主機(jī)。但對(duì)于ROM檢索命令與報(bào)警檢索命令，此準(zhǔn)則就不適用。在執(zhí)行這兩個(gè)命令的時(shí)候，執(zhí)行完命令后系統(tǒng)主機(jī)則不能接著執(zhí)行后邊的命令，而是必須返回到執(zhí)行命令的第一步。1.初始化過(guò)程初始化過(guò)程是單一總線傳輸?shù)牡谝徊剑芍鳈C(jī)的復(fù)位脈沖與從機(jī)的應(yīng)答脈沖構(gòu)成初始化過(guò)程，主機(jī)通過(guò)是否接受到的應(yīng)答脈沖來(lái)判斷系統(tǒng)的從機(jī)設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒。2.ROM檢索命令系統(tǒng)的ROM檢索命令是在主機(jī)檢測(cè)到從機(jī)設(shè)備的應(yīng)答脈沖之后發(fā)出。系統(tǒng)的ROM檢索命令和各從機(jī)設(shè)備的64位的ROM代碼相關(guān)，在單總線上如果一個(gè)主機(jī)同時(shí)連接了很多從機(jī)設(shè)備，可以允許主機(jī)任意操作某個(gè)由代碼唯一指定的從機(jī)設(shè)備。系統(tǒng)ROM檢索命令還允許主機(jī)通過(guò)命令檢測(cè)此總線上總共連接了多少個(gè)從機(jī)設(shè)備，以及能檢測(cè)到各個(gè)從機(jī)設(shè)備的類型，同時(shí)還可以通過(guò)命令檢測(cè)到單總線上的所有從機(jī)設(shè)備的工作狀態(tài)。3.功能命令在主機(jī)發(fā)出系統(tǒng)ROM檢索命令，以訪問(wèn)某個(gè)指定的DS18B20，接著就可以發(fā)出DS18B20的某個(gè)功能命令。在這些命令下主機(jī)可以進(jìn)行讀出或?qū)懭隓S18B20的存儲(chǔ)設(shè)備，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換功能和判斷從機(jī)設(shè)備的供電方式。5.2存儲(chǔ)器24C02數(shù)據(jù)存儲(chǔ)概述5.2.1I2C總線的定義1、PHLIPS公司推出的一種兩線制串行總線，簡(jiǎn)而言之，主要是用作直接與總線連接的器件之間傳遞信息的通道。2、一個(gè)多主機(jī)的總線，具備多主機(jī)系統(tǒng)所需的總線裁決與高低速器件間的同步功能的串行總線。3、一種雙向兩線總線，包括一條數(shù)據(jù)線和一條時(shí)鐘線，總線空閑時(shí)這兩條線路都是高電平。I2C總線上所有外圍器件都有規(guī)范的器件地址，器件地址由7位組成。主機(jī)發(fā)送地址時(shí)，總線上的每個(gè)從機(jī)都將這7位地址碼與自己的地址進(jìn)行比較，如果相同，則認(rèn)為自己正被主機(jī)尋址，根據(jù)R/W位將自己確定為發(fā)送器或接收器。5.2.2I2C總線的時(shí)序只有在總線空閑時(shí)才允許啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳送。2、在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，當(dāng)時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，不允許有跳變。時(shí)鐘線為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看做總線的起始或停止信號(hào)。起始信號(hào)：時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低的跳變作為I2C總線的起始信號(hào)。停止信號(hào)：時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高的跳變作為I2C總線的停止信號(hào)。圖5-1I2C總線時(shí)序圖5.2.3數(shù)據(jù)傳送I2C總線上數(shù)據(jù)傳送的每一幀數(shù)據(jù)均為一個(gè)字節(jié)。但啟動(dòng)I2C總線后，傳送的字節(jié)數(shù)則沒(méi)有限制，只要求每傳送一字節(jié)后，對(duì)方回答一個(gè)應(yīng)答位。相關(guān)的響應(yīng)時(shí)鐘脈沖由主機(jī)產(chǎn)生，在響應(yīng)的時(shí)鐘脈沖期間發(fā)送器釋放SDA線拉高。作為響應(yīng)，在時(shí)鐘脈沖期間接收器必須將SDA線拉低，使它在這個(gè)時(shí)鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低電平。圖5-2數(shù)據(jù)傳送時(shí)序5.3軟件程序設(shè)計(jì)1、模塊流程圖 1.1主程序模塊流程圖（圖5-3） 1.2DS18B20通訊模塊流程圖（圖5-4） 1.3鍵掃描模塊流程圖（圖5-5）圖5-3主程序流程圖圖5-4DS18B20通訊模塊流程圖圖5-5鍵掃描模塊流程圖6仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果6.1程序調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決辦法1.較小的硬件開(kāi)銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS18B20與微處理器采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在測(cè)控系統(tǒng)選用DS18B20作為溫度傳感器時(shí)，必須在嚴(yán)格遵循讀寫時(shí)序的前提下對(duì)DS18B20進(jìn)行編程，否則微處理器就無(wú)法從DS18B20中正確讀取溫度數(shù)據(jù)。2.在DS18B20測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS18B20接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS18B20時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序就會(huì)進(jìn)入死循環(huán)。因此在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要對(duì)這一點(diǎn)引起重視。3.編程時(shí)要注意，在程序開(kāi)始時(shí)，要寫入各定時(shí)器中斷的入口地址。4.編程過(guò)