基于單片機的空調控制器設計

1、摘 要在自動控制領域中，溫度檢測與控制占有很重要地位。溫度測控系統(tǒng)在工農業(yè)生產、科學研究和在人們的生活領域，也得到了廣泛應用。因此，溫度傳感器的應用數(shù)量居各種傳感器之首。目前，溫度傳感器正從模擬式向數(shù)字集成式方向飛速發(fā)展。本論文概述了溫控器的發(fā)展及基本原理，介紹了溫度傳感器的原理及特性。分析了各種溫度傳感器的優(yōu)劣。在此基礎上描述了系統(tǒng)研制的理論基礎，溫度采集等部分的電路設計，并對測溫系統(tǒng)的一些主要參數(shù)進行了討論。同時在介紹溫度控制系統(tǒng)功能的基礎上，提出了系統(tǒng)的總體構成。針對測溫系統(tǒng)溫度采集、接收、處理、顯示部分的總體設計方案進行了論證，進一步介紹了單片機在系統(tǒng)中的應用，分析了系統(tǒng)各部分的硬件及

2、軟件實現(xiàn)。利用Proteus7.1進行了可行性的仿真，利用Protel DXP 2004進行了電路原理圖的繪制，和PCB的制作。試驗證明，這套溫度控制器具有較強的可操作性，很好的可拓展性，控制簡單方便。本文詳細介紹了一種以單片機89C52為核心的空調溫度控制系統(tǒng)。空調溫度控制系統(tǒng)的設計原理以達到更優(yōu)的系統(tǒng)性能為目的，由單片機完成數(shù)據(jù)的采集，處理，顯示。該系統(tǒng)以在普通環(huán)境下測量到的溫度值為確定條件，利用單片機控制空調制冷和制暖來達到所需溫度。課題初步計劃是在普通環(huán)境下的測溫，系統(tǒng)的設計及器件的選擇也正是在這個基礎上進行的。關鍵詞：DS18B20 單片機 溫度控制 LED顯示1 前言現(xiàn)代信息技術的

3、三大基礎是信息采集控制(即溫度控制器技術)、信息傳輸(通信技術)和信息處理(計算機技術)。溫度控制器屬于信息技術的前沿尖端產品，尤其是溫度控制器被廣泛用于工農業(yè)生產、科學研究和生活等領域，數(shù)量日漸上升。近百年來,溫控器的發(fā)展大致經歷了以下兩個階段：(1)模擬，集成溫度控制器；(2)智能數(shù)碼溫控器。目前,國際上新型溫控器正從模擬式向數(shù)字式，由集成化向智能化，網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。溫度控制器是一種溫度控制裝置，它根據(jù)用戶所需溫度與設定溫度之差值來控制中央空調末端之水閥（風閥）及風機，從而達到改變用戶所需溫度的目的。實現(xiàn)以上目的的方法理論上有很多，但目前業(yè)界主要有機械式溫度控制器及智能電子式兩大系列。

4、普通風機盤管空調溫控器基本上是一個獨立的閉環(huán)溫度調節(jié)系統(tǒng)，主要由溫度傳感器、雙位控制器、溫度設定機構、手動三速開關和冷熱切換裝置組成。其控制原理是空調溫控器根據(jù)溫度傳感器測得的室溫與設定值的比較結果發(fā)生雙位控制信號，控制冷熱水循環(huán)管路電動水閥（兩通閥或三通閥）的開關，即用切斷和打開盤管內水流循環(huán)的方式，調節(jié)送風溫度（供冷量）。 第一代空調溫控器主要是電氣式產品，空調溫控器的溫度傳感器采用雙金屬片或氣動溫包，通過“給定溫度盤”調整預緊力來設定溫度，風機三速開關和季節(jié)轉換開關為潑檔式機械開關。這類空調溫控器產品普遍存在“溫度設定分度值過粗”、“時間常數(shù)太大”、“機械開關易損壞”等問題。 

5、 第二代空調溫控器為電子式產品，溫度傳感器采用熱敏電阻或熱電阻，部分產品的溫度設定和風速開關通過觸摸鍵和液晶顯示屏實現(xiàn)人機交互界面，冷熱切換自動完成，運算放大電路和開關電路實現(xiàn)雙位調節(jié)。這類智能空調溫控器產品改善了人機交互界面，解決了“溫度設定分度值過粗”等問題，但仍存在“控制精度不高”、“時間常數(shù)大”、“操作較復雜”等問題。  目前國內外生產廠家正在研究開發(fā)第三代智能型室溫空調溫控器，應用新型控制模型和數(shù)控芯片實現(xiàn)智能控制?，F(xiàn)在已有國內廠家生產出了智能型室溫空調溫控器，并已應用于實際工程。2 系統(tǒng)方案的確定2.1 溫度傳感器產品分類與選擇溫度是日常生活中經常遇到的一個物理量，它也是

6、科研和生產中最常見、最基本的產量之一。在很多場合都需要對溫度進行測控，而溫度測控離不開溫度傳感器，因此，掌握正確的測溫方法及溫度傳感器的使用方法極為重要。2.1.1 常用的測溫方法 物體受熱后溫度就要升高，任何兩個溫度不同的物體相接觸都必然產生熱交換，直到兩者的溫度達到平衡為止。據(jù)此，可以選擇某種溫度傳感器與被測物體接觸進行溫度測量，這種方法稱為接觸式測溫。接觸式測溫常用于較低溫度的測量。此外，物體受熱后溫度升高的同時還伴有熱輻射，因此，可利用溫度傳感器接收被測物體在不同溫度下輻射能量的不同來測量溫度，這種測溫方法稱為非接觸式測溫。非接觸式測溫常用于高溫測量。2.1.2 溫度傳感器產品分類目前

7、，溫度傳感器沒有統(tǒng)一的分類方法。按輸出量分類有模擬式溫度傳感器和數(shù)字式溫度傳感器。按測溫方式分類有接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。按類型分類有分立式溫度傳感器（含敏感元件）、模擬集成式溫度傳感器和智能溫度傳感器（即數(shù)字溫度傳感器）。模擬式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的模擬量信號。其特點是輸出響應速度較快和MPU（微處理器）接口較復雜。數(shù)字式溫度傳感器輸出的是隨溫度變化的數(shù)字量，同模擬輸出相比，它輸出響應較慢，但容易與MPU接口。下面對工程中常用的溫度傳感器做簡單介紹。1.熱敏電阻式溫度傳感器電阻式溫度傳感器分為熱電阻式溫度傳感器和熱敏電阻溫度傳感器，他們的特點是自身的電阻值隨溫度而變化。

8、熱敏電阻式利用半導體材料制成的敏感組件，通常所用的熱敏電阻溫度傳感器都是具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻，它的電阻率受溫度的影響很大，而且隨溫度的升高而減少，簡稱NTC。其優(yōu)點是靈敏度高，體積小，壽命長，工作穩(wěn)定，易于實現(xiàn)遠距離；缺點是互換性差，非線性嚴重。 2.熱電阻式溫度傳感器利用熱電阻溫度系數(shù)隨溫度變化的特性而制成的溫度傳感器。稱為熱電阻溫度傳感器。對于大多數(shù)金屬導體，其電阻值都具有隨溫度升高而增大的特性。由于純金屬的溫度系數(shù)比合金的高，因此均采用純金屬作為熱電阻組件。常用的金屬導體材料有鉑、銅、鐵和鎳。 3.熱電偶式溫度傳感器 熱電偶是一種傳統(tǒng)的溫度傳感器，其測溫范圍一般為-50到+1600，

9、最高可達+2800，并且有較高的測量精度。另外，熱電偶產品已實現(xiàn)標準化、系列化，使用時易于選擇，可方便地用計算機做線性補償，因此，至今在測溫領域內仍被廣泛使用。它的理論基礎是建立在熱電效應上，將熱能轉化為電能。 4.模擬集成溫度傳感器 集成傳感器是采用硅半導體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成傳感器。模擬集成溫度傳感器是在20世紀80年代問世的。它是將溫度傳感器集成在一個芯片上、可完成溫度測量及模擬信號輸出功能的專用IC，它屬于最簡單的一種集成溫度傳感器。模擬集成溫度傳感器的主要特點是功能單一（僅測量溫度）、測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗，適合遠距離測溫、

10、控溫，不需要進行非線性校準。外圍電路簡單，它是目前在國內外應用較為普遍的一種集成傳感器。 5.智能溫度傳感器 智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在20世紀90年代中期問世的。智能溫度傳感器是微電子技術、計算機技術和自動測試技術的結晶，它也是集成溫度傳感器領域中最具活力和發(fā)展前途的一種新產品。目前，行許多著名的集成電路生產已開發(fā)出上百種智能溫度傳感器產品。 智能溫度傳感器具有以下三個顯著特點：第一，能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU）；第二，能以最簡方式構成高性價比、多功能的智能化溫度測控系統(tǒng)；第三，它是在硬件的基礎上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件

11、的開發(fā)水平。智能溫度傳感器內部都包含溫度傳感器、A/D傳感器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產品還帶多路控制器、中央控制器（CPU）、隨機存取儲存器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。2.1.3 溫度傳感器的選擇在介紹溫度傳感器的選擇原則之前，首先介紹在測控系統(tǒng)中選擇傳感器的總原則，本原則適用于各種傳感器的選擇。1.選擇傳感器的總原則現(xiàn)代傳感器在原理和結構上千差萬別，如何根據(jù)具體的測控目的、測控對象以及測控環(huán)境合理地選擇傳感器，是單片機測控系統(tǒng)首先要解決的溫度。當傳感器選定之后，與之相配套的測控電路也就可以確定了。測控結果的成敗，在很大程度取決于傳感器的選擇是否合理。作為單片機測控系統(tǒng)前向通

12、道的關鍵部件，在選擇傳感器時應考慮一下幾個方面：（1）根據(jù)測控對象與測控環(huán)境確定傳感器的類型首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選擇，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量對象的特點和傳感器的使用條件綜合考慮一下一些具體問題：1）傳感器的量程；2）被測位置對傳感器體積的要求；3）測量方式為接觸式還是非接觸式；4）傳感器信號的引出是有線還是無線；5）是購買傳感器還是自行研制傳感器以及價格因素等。 在綜合考慮上述因素之后就能確定選擇何種類型的傳感器，然后再考慮傳感器的具體性能指標。（2）靈敏度的選擇通常情況下

13、，在傳感器的線性范圍內，希望傳感器的靈敏度越高越好。（3）頻率響應特性 傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，傳感器的頻率響應好，可測的信號頻率范圍就寬，傳感器的輸出信號必須在允許的頻率范圍內保持不失真，實際上傳感器的響應總有一定得延遲，希望延遲時間越來越好。（4）線性范圍 傳感器的線形范圍是指輸出信號與輸入量成正比的范圍。從理論上講，在此范圍內靈敏度應保持定值。傳感器的線性范圍越寬，其量程越大，并且能保證一定的測量精度。在選擇傳感器時，當傳感器的種類確定之后首先要看其量程是否滿足要求。（5）穩(wěn)定性 傳感器使用一段時間后，其性能保持不變化的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除傳感

14、器本身結構外，主要是傳感器的使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，傳感器必須要有較強的環(huán)境適應能力。（6）精度的選擇精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測控系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要能滿足整個測控系統(tǒng)的精度要求就可以了，不必選得太高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。2.溫度傳感器的選擇溫度傳感器技術被廣泛應用于消費類電子產品、玩具、家用電子產品、工業(yè)測控系統(tǒng)以及個人計算機應用中。傳統(tǒng)上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是測溫誤差小、價格低、響應速度快、傳輸

15、距離遠、體積小、微功耗，適合遠距離測溫、控溫，不需要進行非線性校準，外圍電路簡單，它是目前在國內外應用最為普遍的一種溫度傳感器。綜上所述，不同的傳感器具有不同的應用場合，由于在溫度測控系統(tǒng)中，傳感器是前向通道的關鍵部件，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、測溫場合、價格等幾方面的因素。2.2 總體方案的確定考慮到該制冷控制系統(tǒng)功能比較少，由單片機控制即可實現(xiàn)。而89C52單片機體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好,故本系統(tǒng)選擇采用89C52單片機。在溫度采集方面，采用單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20進行數(shù)據(jù)采集。DSB18

16、B20S數(shù)字溫度計提供9到12位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經過單線接口送入DS18B20送出，因此從中央處理器到DS18B20僅需連接一條線和地，讀寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，甚至不需要外部電源。而總體方案和系統(tǒng)電路圖方面基本上和熱敏式傳感器相同，只在數(shù)據(jù)采集方面有所差別。具體電路圖如圖1所示。根據(jù)選擇傳感器的原則，考慮到模擬量輸出傳感器會帶來許多不便，具體體現(xiàn)在接線多、信號處理復雜等，在硬件實現(xiàn)方面比較困難。而且在上面也已經提及，熱敏電阻式溫度傳感器互換性差，非線性嚴重。而數(shù)字溫度傳感器DS18B20接線簡單，數(shù)字輸出量能直接作為單片機的輸入數(shù)據(jù)， 同時考慮到只是在普通

17、環(huán)境下測量，無論在靈敏度、線性范圍、穩(wěn)定性，還是在精度方面，DS18B20的強大功能已足夠滿足設計需要。但是DS18B20也有缺點，就是軟件實施方面比較復雜，但相對于模擬量輸出的硬件實現(xiàn)方面來說會簡單很多。在本次設計中，溫度數(shù)據(jù)采集用到的傳感器是DS18B20。圖1 數(shù)字傳感器式溫度控制器3 系統(tǒng)電路總體設計3.1 系統(tǒng)工作原理該空調控制系統(tǒng)用到89C52單片機作為系統(tǒng)的CPU進行控制控制，由數(shù)字傳感器DS18B20進行數(shù)據(jù)采集，89C52對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，得到各種信號。而這些信號將分別作為LED數(shù)碼管顯示的信號輸入和啟動制冷設備、電暖設備的輸入。同時將利用單片機的其它使能端口實現(xiàn)系統(tǒng)的

18、復位，手動調節(jié)和自動調節(jié)。3.2 系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)的硬件部分主要可分為溫度采集電路，信號處理與控制控制，溫度顯示電路，溫度調節(jié)電路，控制指示電路五大部分。3.2.1 溫度采集電路本系統(tǒng)中采集溫度使用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器。 DS18B20是Dallas 半導體公司生產的世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。與之前的傳感器相比，DS18B20體積更小、適用電壓更寬、更經濟。一線總線獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構建引入全新概念。DS18B20 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 -55到+125，在-10到+85

19、范圍內,精度為±0.5?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設備或過程控制、測溫類消費電子產品等。與前一代產品不同，新的產品支持3V到5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設計更靈活、方便。而且新一代產品更便宜，體積更小。DS18B20可以程序設定9到12位的分辨率，精度為±0.5。當分辨率為12位時，轉換時間為750ms。使得用戶可選擇更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍和分辨率設定，同時用戶設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20一般為三極管型封裝，其引腳圖如圖4所示。這三個引腳分別

20、為：GND電源地；QD數(shù)字信號輸入/輸出端；VDD外接供電電源（可選5V）。圖2 DS18B20引腳圖在單片機89C52中，輸入/輸出端口分別P0、P1、P2、P3。其中P3是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P3的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫1時，通過內部的上拉電阻吧端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3作輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被電阻拉低的引腳會輸出一個電流。P3端口還用于一些復用功能，其復用功能如表1所列。表1 單片機89C52-P3口的功能及在本系統(tǒng)中的應用端口引腳復用功能本系統(tǒng)接口分配P3.0RXD（串行口輸入口）與手動升溫按鈕

21、連接P3.1TXD（串行口輸出口）與手動降溫按鈕連接P3.2INT0（外部中斷）與手動調節(jié)確認按鈕連接P3.3INT1（外部中斷1）與DS18B20的I/O端口通訊P3.4T0（定時器0的外部輸入）與高溫報警的二極管連接P3.5T1（定時器1的外部輸入）與低溫報警的二極管連接P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）備用P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）備用在該系統(tǒng)中，DS18B20的數(shù)字信號輸入/輸出端連接到89C52的P3.3中，作為89C52的數(shù)據(jù)輸入。3.2.2 信號處理與控制電路信號處理與控制采用52單片機基本電路。此電路以52單片機為核心，52的具體引腳圖如圖3。在該系統(tǒng)中，要使單片機

22、實現(xiàn)信號處理與控制，則要使單片機的20腳（GND）接地，40腳（Vcc）和31腳（/EA）接正5V電源。18、19腳（XTAL2、XTAL1）接12MHz的晶振和兩個電容，組成片內振蕩電路，為單片機提供時鐘脈沖。9腳（RST）接按鍵復位電路，提供復位信號給單片機。圖3 89C52引腳圖 89C52芯片內部有一個高增益反相放大器，用于構成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構成穩(wěn)定的自激振蕩器。兩個電容通常取30pF左右，穩(wěn)定頻率并對震蕩頻率有微調作用。如圖4所示。圖4 晶振電路 手動復位是通過接通一按鈕開關，使單片機進入復位狀態(tài)。系統(tǒng)上電

23、運行后，若需要復位，則通過手動復位來實現(xiàn)的。如圖5所示。圖5 手動復位電路3.2.3 溫度顯示電路本系統(tǒng)中，溫度顯示硬件由74HC138八位二進制譯十進制譯碼器，74HC245信號功率放大和四位一體共陰數(shù)碼管構成。1. 四位一體共陰數(shù)碼管四位一體共陰數(shù)碼管引腳圖如圖6所示。它的1、4、5、7腳為位選腳，分別對應從左到右四個數(shù)碼管，輸入低電平選通。剩下的其他引腳為數(shù)據(jù)輸入腳，此電路中數(shù)碼管的8個數(shù)據(jù)引腳（a、b、c、d、e、f、g、dp）。 2. 八位二進制譯十進制譯碼器由于要對四位一體共陰數(shù)碼管提供位選信號，供其選通四個數(shù)碼管,所以在系統(tǒng)中使用了 圖6 LED數(shù)碼管引腳圖74HC138八位二進

24、制譯十進制譯碼器。其引腳圖如圖7所示。引腳說明：第1、2、3腳A、B、C二進制輸入腳。第4、5、6腳片選信號控制，只有在4、5腳為“0”，6腳為“1”時，才會被選通，輸出受A、B、C信號控制。其它任何組合方式將不被選通，且Y0Y7輸出全為“1”。第8腳為GND，電源地。圖7第15腳為VCC，電源正極。 74HC138引腳圖74HC138的1、2、3腳分別與單片機的P1.0、P1.1、P1.2腳相連，單片機的這三個管腳輸出選通二進制信號，輸入到74HC138譯碼，由74HC138的Y0至Y7腳（本電路只用了Y0、Y1、Y3）將譯碼十進制信號輸出到四位一體共陰數(shù)碼管，以達到對數(shù)碼管的位選作用。譯碼

25、電路如圖8所示。圖8 譯碼電路3. 信號功率放大電路為了使LED能夠獲得足夠的功率顯示溫度，在本系統(tǒng)中采用了74HC245功率放大器，把單片機處理后的溫度數(shù)據(jù)經由74HC245進行功率放大后，再把它輸入給LED數(shù)碼管顯示。74HC245引腳圖如圖9所示。引腳說明：第1腳DIR，為輸入輸出端口轉換用，DIR=“1”高電平時信號由“A”端輸入“B”端輸出，DIR=“0”低電平時信號由“B”端輸入“A”端輸出。第2到9腳“A”信號輸入輸出端，A1=B1A8=B8，A1與B1是一組，如果DIR=“1”,G=“0”則A1輸入B1輸出，其它類同。如果DIR=“0”G=“0”則B1輸入A1輸出，其它類同。第

26、11到18腳“B”信號輸入輸出端，功能與“A”端一樣，不再贅述。圖9 74HC245引腳圖第19腳G使能端，若該腳為“1”，A/B端的信號將不導通，只有為“0”時A/B端才被啟用，該腳也就是起到開關的作用。第10腳GND，電源地。第20腳VCC，電源正極。本電路選擇DIR=“1”，G=“0”則A1輸入B1輸出，單片機P2口輸出顯示8位二進制數(shù)據(jù)信號到74HC245的A1A8腳，使信號功率放大，再通過B1到B8腳輸出到四位一體共陰數(shù)碼管數(shù)據(jù)腳，驅動數(shù)碼管顯示。具體電路圖如圖10所示。圖10 信號功率放大電路圖3.2.4 溫度設置電路溫度調節(jié)由三個不鎖按鍵電路實現(xiàn)。電路圖如圖11所示。按鍵K1一端

27、與單片機的外部中斷0（/INT0,12腳）相連，另一端接地。其功能是當按鍵按下一次時，給單片機一個低電平，進入溫度設定狀態(tài)；再次按下時，則退出溫度設定狀態(tài)。按鍵K2、K3，一端接地，另一端與單片機的10腳、11腳相連，其功能是每按下一次按鍵，溫度顯示值加1或減1。圖11 溫度設置電路3.2.5 控制指示電路控制指示電路由兩個彩燈構成，由單片機P3.4（引腳14）、P3.5(引腳15，見表1)輸出控制信號，控制彩燈的亮滅。在該系統(tǒng)中，當溫度超過26攝氏度時，單片機P3.5輸出高電平，驅動高溫彩燈亮，啟動制冷設備。當溫度低于18攝氏度時，單片機P3.4輸出高電平，驅動低溫彩燈亮，啟動電暖設備。當不

28、滿足條件時，彩燈熄滅。3.3系統(tǒng)軟件設計 3.3.1 DS18B20數(shù)據(jù)通信概述 和DS18B20通信，其命令序列有3步：初始化、ROM命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）和功能命令（跟隨需要交換的數(shù)據(jù)）。每次訪問DS18B20，必須嚴格遵守這個命令時序，如果出現(xiàn)序列混亂，則單總線則單總線器件不會響應主機。這個準則對于搜索ROM命令和報警搜索命令例外，在執(zhí)行兩者中任何一條命令之后，主機不能執(zhí)行其后的功能命令，而必須返回至第一步。1. 初始化單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機發(fā)出的復位脈沖和從機響應的應答脈沖組成，應答脈沖使主機知道總線上有從機設備且準備就緒。2. ROM命令在主機

29、檢測到應答脈沖后，就可以發(fā)出ROM命令。ROM命令與各個從機設備的唯一64位ROM代碼相關，允許主機在單總線上連接多個從機設備時，指定操作某個從機設備。ROM命令還允許能夠檢測到總線上有多少個從機設備及其設備類型，或者有沒有設備處于報警狀態(tài)。(1)搜索ROMF0h當系統(tǒng)初始上電時，主機必須找出總線上所有從機設備的ROM代碼，這樣主機才能夠判斷出從機的數(shù)目和類型。主機通過重復執(zhí)行搜索ROM循環(huán)（搜索ROM命令跟隨著位數(shù)據(jù)交換），以找出總線上所有的從機設備。如果總線只有一個從機設備，則可以采用讀ROM命令來替代搜索ROM命令。在每次執(zhí)行完搜索ROM循環(huán)后，主機必須返回至命令序列的第一步：初始化。（

30、2）讀ROM33h（僅適合于單節(jié)點）該命令僅適用于總線上只有一個從機設備，它允許主機直接讀出從機的64位ROM代碼，而無須執(zhí)行搜索ROM過程。如果該命令用于多節(jié)點，系統(tǒng)則必然發(fā)生數(shù)據(jù)沖突，因為每個從機設備都會響應該命令。（3）匹配ROM55h匹配ROM命令跟隨64位ROM代碼，從而允許主機訪問多節(jié)點系統(tǒng)中某個指定的從機設備。僅當從機完全匹配64位ROM代碼時，才會響應主機隨后發(fā)出的功能命令，其他設備將處于等待復位脈沖狀態(tài)。（4）跳躍ROMCCh(僅適合于單節(jié)點) 主機能夠采用該命令同時訪問總線上的所有從機設備，而無須發(fā)出任何ROM代碼信息。例如，主機通過在發(fā)出跳越ROM命令后，跟隨轉換溫度命令

31、44h就可以同時命令總線上所有的DS18B20開始轉換速度，這樣大大節(jié)省了主機的時間。注意：如果跳越ROM命令跟隨的是讀操作命令，則該命令只能應用于單節(jié)點系統(tǒng)，否則將由于多個節(jié)點都響應該命令而引起數(shù)據(jù)沖突。（5）報警搜索Ech 除那些設置了報警標志的從機響應外，該命令的工作方式完全等同于搜索ROM命令，該命令允許主機設備判斷哪些從機設備發(fā)生了報警（如最近的測量溫度過高或過低等）。同搜索ROM命令一樣，在完成報警搜索循環(huán)后，主機必須返回至命令序列的第一步。3. 功能命令在主機發(fā)出ROM命令，以訪問某個指定的DS18B20，接著就可以發(fā)出DS18B20的某個功能命令。這些命令允許主機寫入或讀出DS

32、18B20的存儲器，啟動溫度轉換以及判斷從機的供電方式。（1）讀RAM存儲器BEh 此命令讀RAM存儲器的內容，開始讀字節(jié)0，并繼續(xù)讀到第九個字節(jié)（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機可以再任何時候發(fā)出一復位命令以中止讀操作。 (2) 復制RAM存儲器（48h） 此命令讀RAM存儲器的內容，開始讀字節(jié)0，并繼續(xù)讀到第九個字節(jié)（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機可以再任何時候發(fā)出一復位命令以中止讀操作。 （3）重新調出EERAMB8h 此命令把存儲在EERAM中TH、TL、CONF的值重新調至RAM存儲器。這種重新調出的操作在對DS18B20上電時也自動發(fā)生，因此只要器件一接電，暫存存儲器內就有有效的數(shù)據(jù)可供使用。（4）讀電源B4h 在此命令送至DS18B20之后最先發(fā)出的讀數(shù)據(jù)時間片，器件都會給其電源方式的信號：0=強上拉電阻供電；1=電源供電。（5）寫RAM存儲器44h 寫數(shù)據(jù)到RAM存儲器，地址為第2、第3、第4字節(jié)（TH、TL、CONF）。（6）溫