基于DS18B20的51單片機(jī)LCD1602液晶顯示測溫系統(tǒng)

1、JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計報告 LCD1602液晶顯示18b20溫控實驗專 業(yè) ： 電氣工程及其自動化 班 級 ： 10電工（3）班 學(xué)生姓名 ： 李揚 指導(dǎo)教師 ： 鄒云峰 提交日期 ： 2013-06-21 目 錄第一部分 設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目及求要求3 方案一31.2.4 方案分析3第二部分 設(shè)計方案2.1 總體設(shè)計方案說明32.2 實物電路圖4第三部分 電路設(shè)計與器件選擇3.1 DS18B20工作原理和功能說明·········&#

2、183;····················4 3.2 LCD1602工作原理和功能說明16第四部分4.1實驗程序28 第五部分5.1課程設(shè)計總結(jié) （心得體會）34第六部分 6.1參考文獻(xiàn)341.1設(shè)計題目及求要求用電子元器件和單片機(jī)通過編寫程序做成能實時顯示溫度的儀器。1.2.1 方案用通用型1602液晶顯示器和DS18B20溫度傳感器組成溫度顯示儀，并編寫程序用51單片機(jī)來控制和連接160

3、2液晶顯示器和DS18B20溫度傳感器。1.2.2 方案分析1602液晶顯示器能顯示ASCII碼字符，數(shù)字、大小寫字母、和各種符號。而且其體積小、功耗低、顯示操作簡單，顯示值清晰，正常溫度范圍為-20+60。DS18B20溫度傳感器采用單總線協(xié)議，與單片機(jī)接口僅需用一個I/O接口無需任何外部元件，直接將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，從而大大簡化了傳感器于微處理機(jī)的接口。DS18B20溫度傳感器支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，其測試范圍在-50+125.C。測試結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一位總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC效驗碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力。電源板

4、極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀。且它具有微型化、低功耗、高新能、抗干擾能力強(qiáng)、一賠微處理器等優(yōu)點?？紤]到1602液晶顯示器和DS18B20溫度傳感器有諸多優(yōu)點，顧用二者來完成實驗。2.1總體設(shè)計方案說明分別用DS18B20溫度傳感器和1602液晶顯示器來測試溫度和現(xiàn)實數(shù)據(jù)。編寫程序和利用51單片機(jī)來控制電路。2.2實物電路圖3.1DS18B20的工作原理 DS18B20數(shù)字溫度傳感器概述DS18B20數(shù)字溫度傳感器是DALLAS公司生產(chǎn)的1Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。DS18

5、B20產(chǎn)品的特點l 只要求一個端口即可實現(xiàn)通信。l 在DS18B20中的每個器件上都有獨一無二的序列號。l 實際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實現(xiàn)測溫。l 測量溫度范圍在55.C到125.C之間。l 數(shù)字溫度計的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。l 內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。TO92封裝的DS18B20的引腳排列見右圖，其引腳功能描述見表序號名稱引腳功能描述1GND地信號2DQ數(shù)字輸入輸出引腳,開漏單總線接口引腳,當(dāng)使用寄生電源時,可向電源提供電源3VDD可選擇的VDD引腳,當(dāng)工作于寄生電源時,該引腳必須接地表3-2DS18B20詳細(xì)引腳功能描述 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20的內(nèi)部

6、框圖下圖所示，DS18B20 的內(nèi)部有64 位的ROM 單元，和9 字節(jié)的暫存器單元。64位ROM存儲器件獨一無二的序列號。暫存器包含兩字節(jié)（0和1字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲溫度傳感器的數(shù)字輸出。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報觸發(fā)（TH）和下線警報觸發(fā)（TL）寄存器（2和3字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（4字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換的精度。暫存器的5、6和7字節(jié)器件內(nèi)部保留使用。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（CRC ）。使用寄生電源時，DS18B20不需額外的供電電源；當(dāng)總線為高電平時，功率由單總線上的上拉電阻通過DQ引腳提供；高電平總線信號同時也向內(nèi)部電容CPP充電，CPP在總線

7、低電平時為器件供電。（字節(jié)58 就不用看了）。 圖為 暫存器 暫存器介紹A. 溫度寄存器（0和1字節(jié)）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625/LSB形式表達(dá)，其中S為符號位。這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)，存儲在18B20的兩個8比特的RAM中，二進(jìn)制中的前面5位是符號位，如果測得的溫度大于0，這5位為0，只要將測到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測到的數(shù)值需要取反加1再乘于0.0625即可得到實際溫度。DS18B20 的溫度操作是使用16 位，也就是說分辨率是0.0625

8、。BIT15BIT11 是符號位，為了就是表示轉(zhuǎn)換的值是正數(shù)還是負(fù)數(shù)。要求出正數(shù)的十進(jìn)制值，必須將讀取到的LSB 字節(jié)，MSB 字節(jié)進(jìn)行整合處理，然后乘以0.0625 即可。Eg：假設(shè)從，字節(jié)0 讀取到0xD0 賦值于Temp1，而字節(jié)1 讀取到0x07 賦值于Temp2，然后求出十進(jìn)制值。unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;Temp1=0xD0; /低八位Temp2=0x07; /高八位Temperature = (Temp2<<8 ) | Temp1 ) * 0.0625;/又或者Temperature = (Temp1 + Temp2 *

9、256) * 0.0625; /Temperature=125在這里我們遇見了一個問題，就是如何求出負(fù)數(shù)的值呢？我們必須判斷BIT1115 是否是1，然后人為置一負(fù)數(shù)標(biāo)志。Eg. 假設(shè)從，字節(jié)0 讀取到0x90 賦值于Temp1，而字節(jié)1 讀取到0xFC 賦值于Temp2，然后求出該值是不是負(fù)數(shù)，和轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制值。 unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;unsigned char Minus_Flag=0;Temp1=0x90; /低八位Temp2=0xFC; /高八位 /Temperature = (Temp1 + Temp2 *256) * 0.0625

10、; /Temperature=64656/很明顯不是我們想要的答案if(Temp2&0xFC) /判斷符號位是否為1Minus_Flag=1; /負(fù)數(shù)標(biāo)志置一Temperature = (Temp2<<8 ) | Temp1 ) /高八位第八位進(jìn)行整合Temperature= (Temperature)+1); /求反，補一Temperature*= 0.0625; /求出十進(jìn)制 /Temperature=55;elseMinus_Flag=0;Temperature = (Temp2<<8 ) | Temp1 ) * 0.0625;如果我要求出小數(shù)點的值的話，

11、那么我應(yīng)該這樣做。Eg：假設(shè)從，字節(jié)0 讀取到0xA2 賦值于Temp1，而字節(jié)1 讀取到0x00 賦值于Temp2，然后求出十進(jìn)制值，要求連同小數(shù)點也求出。unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;Temp1=0x90; /低八位Temp2=0xFC; /高八位/實際值為10.125/Temperature = (Temp2<<8 ) | Temp1 ) * 0.0625; /10，無小數(shù)點Temperature = (Temp2<<8 ) | Temp1 ) * (0.0625 * 10) ; /101 ，一位小數(shù)點/Temperat

12、ure = (Temp2<<8 ) | Temp1 ) * (0.0625 * 100) ; /1012，二位小數(shù)點 如以上的例題，我們可以先將0.0625 乘以10，然后再乘以整合后的Temperature 變量，就可以求出后面一個小數(shù)點的值（求出更多的小數(shù)點，方法都是以此類推）。得出的結(jié)果是101，然后再利用簡單的算法，求出每一位的值。unsinged char Ten,One,Dot1Ten=Temperature/100; /1One=Temperature%100/10; /0Dot1=%10; /1求出負(fù)數(shù)的思路也一樣，只不過多出人為置一負(fù)數(shù)標(biāo)志，求反補一的動作而已。自

13、己發(fā)揮想象力吧。 B .字節(jié)23：TH 和TL配置TH 與TL 就是所謂的溫度最高界限，和溫度最低界限的配置?？梢允褂密浖碓囼?。 C 字節(jié)4：配置寄存器BIT7 出廠的時候就已經(jīng)設(shè)置為0，用戶不建議去更改。而R1 與R0 位組合了四個不同的轉(zhuǎn)換精度，00 為9 位轉(zhuǎn)換精度而轉(zhuǎn)換時間是93.75ms，01 為10 位轉(zhuǎn)換精度而轉(zhuǎn)換時間是187.5ms，10 為11 位轉(zhuǎn)換精度而轉(zhuǎn)換時間是375ms，11 為12 位轉(zhuǎn)換精度而轉(zhuǎn)換時間是750ms（默認(rèn)）。該寄存器還是留默認(rèn)的好，畢竟轉(zhuǎn)換精度表示了轉(zhuǎn)換的質(zhì)量。低五位一直都是"1"，TM是測試模式位，用于設(shè)置DS18B20在工作

14、模式還是在測試模式。在DS18B20出廠時該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動。R1和R0用來設(shè)置分辨率，如下表所示：（DS18B20出廠時被設(shè)置為12位）表3-6R1與R0確定傳感器分辨率設(shè)置表R1R0傳感器精度/bit轉(zhuǎn)換時間/ms00993.750110187.510113751112750D.字節(jié)57，保留位，8：CRC 光刻ROM介紹 光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1

15、）。光刻ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。DS18B20溫度傳感器的存儲器介紹DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。2 DS18B20的工作過程DS18B20 一般都是充當(dāng)從機(jī)的角色，而單片機(jī)就是主機(jī)。單片機(jī)通過一線總線訪問DS18B20的話，需要經(jīng)過以下幾個步驟： DS18B20 復(fù)位(初始化)，DS18B20 復(fù)位。在某種意義上就是一次訪問DS18B20 的開始，或者可說成是開始信號。執(zhí)行ROM 指令(ROM命令

16、跟隨著需要交換的數(shù)據(jù))；ROM 指令，也就是訪問，搜索，匹配，DS18B20 個別的64 位序列號的動作。在單點情況下，可以直接跳過ROM 指令。（而跳過ROM 指令的字節(jié)是0xCC,后面介紹）執(zhí)行DS18B20 功能指令（RAM 指令），功能命令跟隨著需要交換的數(shù)據(jù)。DS18B20 復(fù)位(初始化)在初始化過程中，主機(jī)通過拉低單總線至少480µs，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖(TX)。然后主機(jī)釋放總線并進(jìn)入接收(RX)模式。當(dāng)總線被釋放后，5k的上拉電阻將單總線拉高。DS18B20檢測到這個上升沿后，延時15µs60µs，通過拉低總線60µs240µs產(chǎn)生應(yīng)

17、答脈沖。DS18B20 功能指令有很多種，數(shù)據(jù)手冊里有更詳細(xì)的介紹。這里僅列出比較常用的幾個DS18B20 功能指令。0x44：開始轉(zhuǎn)換溫度。轉(zhuǎn)換好的溫度會儲存到暫存器字節(jié)0 和1。0xEE：讀暫存指令。讀暫存指令，會從暫存器0 到9，一個一個字節(jié)讀取，如果要停止的話，必須寫下DS18B20 復(fù)位。訪問DS18B20必須嚴(yán)格遵守這一命令序列，如果丟失任何一步或序列混亂，DS18B20都不會響應(yīng)主機(jī)（除了Search ROM 和Alarm Search這兩個命令，在這兩個命令后，主機(jī)都必須返回到第一步）。一般上我們都是使用單點，也就是說單線總線上僅有一個DS18B20 存在而已。所以我們無需刻意

18、讀取ROM 里邊的序列號來，然后匹配那個DS18B20？而是更直接的，跳過ROM 指令，然后直接執(zhí)行DS18B20 功能指令。ROM命令：ROM命令通過每個器件64-bit的ROM碼，使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個器件掛在總線上）與之進(jìn)行通信。DS18B20的ROM如表3-4所示，每個ROM命令都是8 bit長。功能命令：主機(jī)通過功能命令對DS18B20進(jìn)行讀/寫Scratchpad存儲器，或者啟動溫度轉(zhuǎn)換。DS18B20的功能命令如表3-7所示。指令協(xié)議功能讀ROM33H讀DS18B20中的編碼(即64位地址)符合ROM55H發(fā)出此命令后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單總線上與該編碼相

19、對應(yīng)的DS18B20,使之作出響應(yīng)，為下一步對該DS18B20的讀寫作準(zhǔn)備搜索ROM0F0H用于確定掛接在同一總線上DS18B20的個數(shù)和識別64位ROM地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備跳過ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20V 溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單個DS18B20工作報警搜索命令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過廟宇值上限或下限的片子才做出響應(yīng)溫度轉(zhuǎn)換44H啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時間最長為500ms(典型為200ms),結(jié)果豐入內(nèi)部9字節(jié)RAM中讀暫存器BEH讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部RAM的第3、4字節(jié)寫上、下溫度數(shù)據(jù)命令，緊該溫度命令之后，

20、傳達(dá)兩字節(jié)的數(shù)據(jù)復(fù)制暫存器48H將RAM中第3、4字內(nèi)容復(fù)制到E2PROM中重調(diào)E2PROM0B8H將E2PROM中內(nèi)容恢復(fù)到RAM中的第3、4字節(jié)讀供電方式0B4H讀DS18B20的供電模式，寄生供電時DS18B20發(fā)送“0”，外部供電時DS18B20發(fā)送“1”表3-7DS18B20的信號方式DS18B20采用嚴(yán)格的單總線通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。該協(xié)議定義了幾種信號類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫和讀。除了應(yīng)答脈沖所有這些信號都由主機(jī)發(fā)出同步信號。總線上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)和命令都是以字節(jié)的低位在前。a.初始化序列：復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈沖初始化波形如圖3-8所示。DS18B20 的復(fù)位時序如下：1.

21、單片機(jī)拉低總線480us950us, 然后釋放總線（拉高電平）。這時DS18B20 會拉低信號，大約60240us 表示應(yīng)答。2.DS18B20 拉低電平的60240us 之間，單片機(jī)讀取總線的電平，如果是低電平，那么表示復(fù)位成功，DS18B20 拉低電平60240us 之后，會釋放總線。C程序舉例/DS1820 C51 子程序/這里以11.0592M晶體為例，不同的晶體速度可能需要調(diào)整延時的時間/sbit DQ =P21;/根據(jù)實際情況定義端口 void dsreset()/18B20復(fù)位，初始化函數(shù) uint i; ds=0; i=103; while(i>0)i-; ds=1; i

22、=4; while(i>0)i-; DS18B20所有的數(shù)據(jù)交換都由一個初始化序列開始。由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和跟在其后的由DS18B20發(fā)出的應(yīng)答脈沖構(gòu)成。當(dāng)DS18B20發(fā)出響應(yīng)主機(jī)的應(yīng)答脈沖時，即向主機(jī)表明它已處在總線上并且準(zhǔn)備工作。b.讀和寫時序 在寫時序期間，主機(jī)向DS18B20寫入指令；而在讀時序期間，主機(jī)讀入來自DS18B20的指令。在每一個時序，總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。讀/寫時序如圖3-9所示。l 寫時序存在兩種寫時序：“寫1”和“寫0”。主機(jī)在寫1時序向DS18B20寫入邏輯1，而在寫0時序向DS18B20寫入邏輯0。所有寫時序至少需要60µs，且在兩次寫時序之間

23、至少需要1µs的恢復(fù)時間。兩種寫時序均以主機(jī)拉低總線開始。在寫時序開始后的15µs60µs期間，DS18B20采樣總線的狀態(tài)。如果總線為高電平，則邏輯1被寫入DS18B20；如果總線為低電平，則邏輯0被寫入DS18B20。l 寫時序 DS18B20 寫步驟如下：1.單片機(jī)拉低電平大約1015us,。2.單片機(jī)持續(xù)送指定電平大約2045us 的時間。3.釋放總線 如果要讀或者寫一個字節(jié)，就要重復(fù)以上的步驟八次。使用for 循環(huán)，和數(shù)據(jù)變量的左移和或運算，實現(xiàn)一個字節(jié)讀與寫。函數(shù)延遲的時間，必須模擬非常準(zhǔn)確，因為單線總線對時序的要求敏感點。/向 1-WIRE 總線上寫

24、一個字節(jié)void tempwritebyte(BYTE dat) /向18B20寫一個字節(jié)數(shù)據(jù) uint i; BYTE j; bit testb; for(j=1;j<=8;j+) testb=dat&0x01; dat=dat>>1; if(testb) /寫 1 ds=0; i+;i+; ds=1; i=8;while(i>0)i-; else ds=0; /寫 0 i=8;while(i>0)i-; ds=1; i+;i+; l 讀時序DS18B20 讀步驟如下：1.在讀取的時候單片機(jī)拉低電平大約1us2.單片機(jī)釋放總線，然后讀取總線電平。這時候D

25、S18B20 會送出電平。3.讀取電平過后，延遲大約4045 微妙/從 1-wire 總線上讀取一個字節(jié)bit tempreadbit(void) /讀1位函數(shù) uint i; bit dat; ds=0;i+; /i+ 起延時作用 ds=1;i+;i+; dat=ds; i=8;while(i>0)i-; return (dat);BYTE tempread(void) /讀1個字節(jié) BYTE i,j,dat; dat=0; for(i=1;i<=8;i+) j=tempreadbit(); dat=(j<<7)|(dat>>1); /讀出的數(shù)據(jù)最低位在最

26、前面，這樣剛好一個字節(jié)在DAT里 return(dat); A . DS18B20 開始轉(zhuǎn)換：1.DS18B20 復(fù)位。2.寫入跳過ROM 的字節(jié)命令，0xCC。3.寫入開始轉(zhuǎn)換的功能命令，0x44。4.延遲大約750900 毫秒B . DS18B20 讀暫存數(shù)據(jù)：1.DS18B20 復(fù)位。2.寫入跳過ROM 的字節(jié)命令，0xCC。3.寫入讀暫存的功能命令，0xee。4.讀入第0 個字節(jié)LS Byte，轉(zhuǎn)換結(jié)果的低八位。5.讀入第1 個字節(jié)MS Byte，轉(zhuǎn)換結(jié)果的高八位。6.DS18B20 復(fù)位，表示讀取暫存結(jié)束。/讀取溫度void tempchange(void) /DS18B20 開始獲

27、取溫度并轉(zhuǎn)換 dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0xcc); / 寫跳過讀ROM指令 tempwritebyte(0x44); / 寫溫度轉(zhuǎn)換指令uint get_temp() /讀取寄存器中存儲的溫度數(shù)據(jù) BYTE a,b; dsreset(); delay(1); tempwritebyte(0xcc); tempwritebyte(0xbe); a=tempread(); /讀低8位 b=tempread(); /讀高8位 temp=b; temp<<=8; /兩個字節(jié)組合為1個字 temp=temp|a; temp = temp *(0.

28、625);/溫度值擴(kuò)大10倍，精確到1位小數(shù) return temp; /temp是整型void ds1820disp(uint temp1)/溫度值顯示disdata0= temp1 /1000+0x30;/百位數(shù) disdata1= temp1 %1000/100+0x30;/十位數(shù) disdata2= temp1%100/10+0x30;/個位數(shù)disdata3=0x2e; disdata4= temp1 %10+0x30;/小數(shù)位 簡單歸納單線總線高電平為閑置狀態(tài)。單片機(jī)訪問DS18B20必須遵守，DS18B20 復(fù)位->執(zhí)行ROM 指令->執(zhí)行DS18B20 功能指令。而

29、在單點上，可以直接跳過ROM 指令。DS18B20 的轉(zhuǎn)換精度默認(rèn)為12 位，而分辨率是0.0625。DS18B20 溫度讀取函數(shù)參考步驟：A . DS18B20 開始轉(zhuǎn)換：1.DS18B20 復(fù)位。2.寫入跳過ROM 的字節(jié)命令，0xCC。3.寫入開始轉(zhuǎn)換的功能命令，0x44。4.延遲大約750900 毫秒B . DS18B20 讀暫存數(shù)據(jù)：1.DS18B20 復(fù)位。2.寫入跳過ROM 的字節(jié)命令，0xCC。3.寫入讀暫存的功能命令，0xee。4.讀入第0 個字節(jié)LS Byte，轉(zhuǎn)換結(jié)果的低八位。5.讀入第1 個字節(jié)MS Byte，轉(zhuǎn)換結(jié)果的高八位。6.DS18B20 復(fù)位，表示讀取暫存結(jié)束

30、。C . 數(shù)據(jù)求出十進(jìn)制：1.整合LS Byte 和MS Byte 的數(shù)據(jù)2.判斷是否為正負(fù)數(shù)（可選）3.求得十進(jìn)制值。正數(shù)乘以0.0625，一位小數(shù)點乘以0.625，二位小數(shù)點乘以6.25。4.十進(jìn)制的“個位”求出。DS18B20的應(yīng)用電路 DS18B20測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點。下面就是DS18B20幾個不同應(yīng)用方式下的測溫電路圖： 1 .DS18B20寄生電源供電方式電路圖 如下圖所示，在寄生電源供電方式下，DS18B20從單線信號線上汲取能量：在信號線DQ處于高電平期間把能量儲存在內(nèi)部 電容里，在信號線處于低電平期間消耗電容上的電能工作，直到高電

31、平到來再給寄生電源（電容）充電。 獨特的寄生電源方式有三個好處： 1）進(jìn)行遠(yuǎn)距離測溫時，無需本地電源 2）可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM 3）電路更加簡潔，僅用一根I/O口實現(xiàn)測溫 要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間提供足夠的能量，由 于每個DS18B20在溫度轉(zhuǎn)換期間工作電流達(dá)到1mA，當(dāng)幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進(jìn)行多點測溫時，只靠4.7K上拉電阻就無法提供足夠的 能量，會造成無法轉(zhuǎn)換溫度或溫度誤差極大。 因此，此電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測溫情況下使用，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。并且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時，寄生電源

32、能夠汲取的能量也降低，會使溫度誤差變大。 2. DS18B20的外部電源供電方式 在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證 轉(zhuǎn)換精度，同時在總線上理論可以掛接任意多個DS18B20傳感器，組成多點測溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空 ，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85。 外部供電方式單點測溫電路    外部供電方式的多點測溫電路圖    圖7外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡單，

33、可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度 監(jiān)控系統(tǒng)。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。在外接電源方式下， 可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點，即使電源電壓VCC降到3V時，依然能夠保證溫度量精度。 DS1820使用中注意事項 DS1820雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： 1、 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補償，由于DS1820與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此 ，在對DS1820進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級語言

34、進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計時，對 DS1820操作部分最好采用匯編語言實現(xiàn)。 2、 在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個 DS1820，在實際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進(jìn)行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時 要加以注意。3、 連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當(dāng)采用普通信號電纜傳輸長度超過50m時，讀取的 測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正 常通訊距離進(jìn)一步加長。這種情況主要是由總線

35、分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。因此，在用DS1820進(jìn)行長距離測溫系統(tǒng)設(shè)計時要充分考 慮總線分布電容和阻抗匹配問題。4、 在DS1820測溫程序設(shè)計中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號，一旦 某個DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時，將沒有返回信號，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予 一定的重視。 測溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與信號線，另一組接VCC和地線，屏蔽層在源端單點接地。 3.2LCD1602液晶顯示簡介液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行

36、控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（Static）、單純矩陣驅(qū)動（Simple Matrix）和主動矩陣驅(qū)動（Active Matrix）三種。液晶顯示器各種圖形的顯示原理:線段的顯示點陣圖形式液晶由M×N個顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每

37、8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個點組成，屏上64×16個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當(dāng)（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。字符的顯示用LCD

38、顯示一個字符時比較復(fù)雜，因為一個字符由6×8或8×8點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5右邊為2

39、、4、6根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。2 1602字符型LCD簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實物如圖：圖1602字符型液晶顯示器實物圖108.2.1 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量

40、:16×2個字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表10-13所示:編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表10-13：引腳接口說明表第1腳：VSS為地電源。第2

41、腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背

42、光源負(fù)極。1602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表所示：序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示（01H）00000000012（）光標(biāo)返回(02H)000000001*3置輸入模式(04H-07H)00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制(08H-0FH)0000001DCB5光標(biāo)或字符移位(10H-1FH)000001S/CR/L*6置功能(20H-3FH)00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址(40H-7FH)0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址(80H-)001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計數(shù)器地址1

43、0寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 控制命令表1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控

44、制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。與HD44780相兼容的芯片時序表如下：讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0D7=狀態(tài)

45、字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無 基本操作時序表1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，下圖是1602的內(nèi)部顯示地址。1602LCD內(nèi)部顯示地址例如第二行第一個字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣不行，因為寫入顯

46、示地址時要求最高位D7恒定為高電平1所以實際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在對液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標(biāo)是自動右移的，無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，如下圖所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，

47、我們就能看到字母“A”圖10-58 字符代碼與圖形對應(yīng)圖1602LCD的一般初始化（復(fù)位）過程延時15mS寫指令38H（不檢測忙信號）延時5mS寫指令38H（不檢測忙信號）延時5mS寫指令38H（不檢測忙信號）以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D06置功能00001DLNF*指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。寫指令38H：顯示模式設(shè)置4顯示開/關(guān)控制0000001DCB指令4：顯示開關(guān)控制。 D

48、：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。寫指令08H：顯示關(guān)閉寫指令01H：顯示清屏寫指令06H：顯示光標(biāo)移動設(shè)置寫指令0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置 1602LCD的軟硬件設(shè)計實例1 硬件原理圖1602液晶顯示模塊可以和單片機(jī)AT89C51直接接口，電路如圖10-60所示。 硬件原理圖2 程序流程圖 軟件流程圖3 軟件代碼#include <reg51.h>#include <intrins.h>sbit ds=P33;/溫度傳感器信號線typede

49、f unsigned char BYTE;typedef bit BOOL; typedef unsigned int uint;sbit LCD_RS = P20; sbit LCD_RW = P21;sbit LCD_EP = P22;uint temp;BYTE code dis1 = " temperature "BYTE data disdata5;delay(int ms) / 延時子程序int i;while(ms-) for(i = 0; i< 250; i+) _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); BOOL lcd_

50、bz() / 測試LCD忙碌狀態(tài)BOOL result;LCD_RS = 0;LCD_RW = 1;LCD_EP = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result = (BOOL)(P0 & 0x80);LCD_EP = 0;return result; lcd_wcmd(BYTE cmd) / 寫入指令數(shù)據(jù)到LCDwhile(lcd_bz();LCD_RS = 0;LCD_RW = 0;LCD_EP = 0;_nop_();_nop_(); P0 = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EP = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EP = 0; lcd_pos(BYTE pos) /設(shè)定顯示位置lcd_wcmd(pos | 0