多点温度测量及显示系统设计 - 图文(2)

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因为每一个DSl8B20在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多DSl8B20可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。（主要介绍在硬件里）

1.3 课题的建立以及本文完成的主要工作

本文主要包括以下内容：

1．以AT89C51对多个DS18B20的温度测量； 2．字符液晶的温度显示； 3．配合按键控制的人机系统。

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第2章 单总线技术

2.1 单总线概述

1-wire单总线是 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/MICROWIRE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的它具有节省 I/O 口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。

1-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）。

2.2 硬件结构

顾名思义，单总线只有一根数据线。设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口，连接至该数据线，这样允许设备在不发送数据时释放数据总线，以便总线被其它设备所使用。单总线端口为漏极开路，其内部等效电路如图2-1所示。

单总线要求外接一个约5k的上拉电阻：这样，单总线的闲置状态为高电平不管什么原因，如果传输过程需要暂时挂起，且要求传输过程还能够继续的话，则总线必须处于空闲状态 位传输之间的恢复时间没有限制 只要总线在恢复期间处于空闲状态（高电平）如果总线保持低电平超过480us，总线上的所有器件将复位，另外，在寄生方式供电时，为了保证单总线器件在某些工作状态下（如温度转换期间、EEPROM写入等）具有足够的电源电流，必须在总线上提供强上拉（如图2-1所示的 MOSFET）

图2-1 单总线硬件接口示意图

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2.3 命令序列

典型的单总线命令序列如下： 第一步 初始化；

第二步 ROM命令（跟随需要交换的数据）； 第三步 功能命令（跟随需要交换的数据）。

每次访问单总线器件，必须严格遵守这个命令序列，如果出现序列混乱，则单总线器件不会响应主机。但是，这个准则对于搜索ROM命令和报警搜索命令例外，在执行两者中任何一条命令之后，主机不能执行其后的功能命令，必须返回至第一步。

基于单总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，初始化过程由主机发出的复位脉冲和从机响应的应答脉冲组成。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。

在主机检测到应答脉冲后，就可以发出ROM命令，这些命令与各个从机设备的唯一64 位ROM代码相关，允许主机在单总线上连接多个从机设备时，指定操作某个从机设备这些命令还允许主机能够检测到总线上有多少个从机设备以及其设备类型，或者有没有设备处于报警状态，从机设备可能支持5种ROM命令。实际情况与具体型号有关每种命令长度为 8 位主机在发出功能命令之前，必须送出合适的ROM命令下面将简要地介绍各个ROM命令的功能，以及使用在何种情况下 。

搜索ROM[F0h]当系统初始上电时，主机必须找出总线上所有从机设备的 ROM代码，这样主机就能够判断出从机的数目和类型，主机通过重复执行搜索ROM循环，搜索ROM命令跟随着位数据交换，以找出总线上所有的从机设备，如果总线只有一个从机设备，则可以采用读ROM命令来替代搜索ROM命令。完搜索 ROM循环后，主机必须返回至命令序列的第一步（初始化）。

读ROM[33h] 仅适合于单节点，该命令仅适用于总线上只有一个从机设备 它允许主机直接读出从机的64 位ROM代码而无须执行搜索ROM过程，如果该命令用于多节点系统，则必然发生数据冲突，因为，每个从机设备都会响应该命令。

匹配ROM[55h]，匹配ROM命令跟随64位ROM代码，从而允许主机访问多节点系统中某个指定的从机设备，仅当从机完全匹配64位ROM代码时，才会响应主机随后发出的功能命令。其它设备将处于等待复位脉冲状态。

跳越ROM[CCh] 仅适合于单节点主机能够采用该命令同时访问总线上的所有从机设备，而无须发出任何ROM代码信息。例如，主机通过在发出跳越ROM命令后跟随转换温度命令[44h]，就可以同时命令总线上所有的DS18B20开始转换温度，这样大大节省了主机的时间。值得注意，如果跳越ROM命令跟随的是读暂存器[BEh]的命令，包括其它读操作命令，则该命令只能应用于单节点系统，否则将由于多个节点都响应该命令而引起数据冲突。

报警搜索[ECh]仅少数 1-wire器件支持，除那些设置了报警标志的从机响应外，该命

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令的工作方式完全等同于搜索ROM命令，该命令允许主机设备判断那些从机设备发生了报警，如最近的测量温度过高或过低等，同搜索ROM命令一样 在完成报警搜索循环后，主机必须返回至命令序列的第一步。

在主机发出ROM命令，以访问某个指定的DS18B20接着就可以发出DS18B20 支持的某个功能命令，这些命令允许主机写入或读出DS18B20暂存器，启动温度转换以及判断从机的供电方式DS18B20的功能命令总结于表2-1

命令 描述 命令代码 温度转换命令 转换温度 读暂存器 写暂存器 读全部的暂存器内容包括CRC 字节 写暂存器第2 3和4个字节的数据（即 TH、TL和配置寄存器 ） 复制暂存器 将暂存器中的 T、TL和配置字节复制到 EEPROM中 回读 EEPROM 将 TH 、TL和配置字节从EEPROM回读至暂存器中 表 2-1 DS18B20 功能命令集

所有的单总线器件要求采用严格的通信协议，以保证数据的完整性。该协议定义了几种信号类型，复位脉冲、应答脉冲、写0、写1、读0和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都由主机发出同步信号，并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前，这一点与多数串行通信格式不同（多数为字节的高位在前）。

当从机发出响应主机的应答脉冲时。即向主机表明它处于总线上。且工作准备就绪。在主机初始化过程，主机通过拉低单总线至少480 us，以产生（Tx）复位脉冲。接着，主机释放总线，并进入接收模式（Rx）当总线被释放后，5k上拉电阻将单总线拉高。在单总线器件检测到上升沿后，延时15-60 us 接着通过拉低总线 60-240us，以产生应答脉冲。

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发送命令后 单总 线上的响应信息 启动温度转换 44H BEH 4EH 无 DS18B20 传输多达9 个字节至主机 主机传输 3 个字节数据至 DS18B20 48H 无 B8H 无 北华航天工业学院毕业论文

图2-2复位时序

读/写时序，在写时序期间，主机向单总线器件写入数据：而在读时序期间，主机读入来自从机的数据。在每一个时序，总线只能传输一位数据 。

写时序，存在两种写时序，写1和写0。主机采用写1时序向从机写入1，而采用写0时序向从机写入0。所有写时序至少需要60us，且在两次独立的写时序之间至少需要 1us的恢复时间。两种写时序均起始于主机拉低总线。产生写 1 时序的方式：主机在拉低总线后，接着必须在15us之内释放总线，由5k上拉电阻将总线拉至高电平；而产生0 时序的方式，在主机拉低总线后，只需 …… 此处隐藏：1822字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……