基于单总线通信协议的液晶环境温度计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,基于单总线通信协议,的液晶环境温度计,基于单总线通信协议的液晶环境温度计,项目目的,?,以本项目为例，掌握系统开发的流程，掌握,单总线接口技术的应用，能根据单总线通信,协议，编写单总线应用系统的源程序；进一,步提高大家的编程能力；,项目目的 ?以本项目为例，掌握系统开发的流程，掌握单总线接口,项目考核分值分配,电路设计,基于单总,线通,信协,议的,液晶,环境,温度,计,1.,电路设计正确，可读性好,2.,软件设计规范，正确，,炼，可移植性强,3.,仿真效果能实现任务要求,4.,能够流利地回答教师提问,5,温度测量模块软件设计,14,3,温度显示模块软件设计,认真按时完成任务，善于思考,钻研,考勤,6,工作态度,5,项目考核分值分配 电路设计 基于单总线通信协议的液晶环境温度,系统功能说明,?,必须功能：,?,?,实现单个传感器环境温度采集，分辨率为,0.5,；,实现环境温度的本地显示（液晶显示）；,?,扩展功能,?,?,?,实现大空间多温度传感器的温度采集；,轮流显示传感器编号，及该传感器采集的温度值；,能够将采集到的参数通过通信接口传送到上位机；,1,、不能实现基本功能（不合格）,2,、实现基本功能（合格,中）,3,、实现第,3,个扩展功能（良好）,4,、实现第三,1,，,2,个扩展功能（部分）（优秀）,（全部）,附加,15,分,?,考核要求,?,?,?,?,?,系统功能说明 ?必须功能： ?实现单个传感器环境温度采集，,系统整体方案设计,?,?,系统框图,硬件框图,?,?,小系统模块（以微控制器为核心，外接晶振，电源，复位电路），,温度测量模块，温度显示模块；,微处理器,AT89S51/52,，单总线式数字温度传感器,DS18B20,，,1602,型,LCD,作为液晶显示器；,系统通电后，首先对各器件进行初始化，然后开始进行温度测量，,进而进行温度显示。实现必要功能的主函数比较简单，主要式每,个模块的软件实现；,?,软件流程图,?,?,扩展模块：,?,?,硬件：增加一个通信模块接口电路；,软件：增加与上位机的通信模块；,系统整体方案设计 ?系统框图 硬件框图 ?小系统模块（以,系统硬件设计,?,?,微控制器模块设计。,温度测量模块设计；,?,DS18B20,的封装模式，特性，供电方式,参考,C51,书,参考串行通信,PC,机与单片机的通信,?,温度显示模块设计；,?,?,扩展模块：与上位机通信接口电路设计,?,系统硬件设计 ?微控制器模块设计。 温度测量模块设计；,单总线,1-wire,，单线总线,?,?,目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要,有：,I2C,总线、,SPI,总线和,SCI,总线。这些总线至少需要两条或,两条以上的信号线。,?,?,?,I2C,总线以同步串行,2,线方式进行通信（一条时钟线，一条数据线）,SPI,总线则以同步串行,3,线方式进行通信（一条时钟线，一条数据,输入线，一条数据输出线）,而,SCI,总线是以异步方式进行通信（一条数据输入线，一条数据输,出线）的。,?,单总线（,1,Wire Bus,）技术：,?,?,?,美国的达拉斯半导体公司（,DALLASSEMICONDUCTOR,）近年,来推出的。,它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传,输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，,成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。,单总线技术的典型应用,DS18B20,单总线1-wire，单线总线 ?目前常用的微机与外设,DS18B20,的应用,?,?,?,DS18B20,的测温分辨率较高，为,12,位，即温度分辨率可以达到,0.0625,；在,0,85,温度范围内误差误差仅,0.5,。,DS18B20,可直接将温度转化成串行数字信号，减少了信号放大，,A/D,转换等环节，因此特别适合和单片机配合使用，直接读取温度数据。,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,目前,DS18B20,数字温度传感器已经广泛应用于恒温室、粮库、计算机,机房温度监控及其他各种温度测控系统中。,?,DS18B20的应用 ?DS18B20的测温分辨率较高，,DS18B20,的封装，供电,?,?,?,封装模式：,3,脚,电源，地，数据线；,8,脚（,5,脚悬空）,供电：,?,外加电源工作方式：需要外接电源，正负极分别接在,引脚,VDD,及,GND,；,更稳定,寄生电源工作模式：不需要外接电源，当总线信号为,高时，稳定电源的提供是通过单总线上的上拉电阻实,现的，总线信号为低时，则由其内部的电容供电，这,时,VDD,接地；,?,DS18B20的封装，供电 ?封装模式：3脚电源，地,电路连接,?,?,?,上拉电阻,4.7K,让,DS18B20,空闲时处在高电平状态,多节点电路连接（自己画）,电路连接 ?上拉电阻4.7K,DS18B20,的内部结构,DQ,暂存器的结构,为,9,个字节的,存储器。每次,上电被刷新,VCC,每只,DS1820,都有一个唯一的长达,64,位的编码。,最前面,8,位是单线系列编码（,DS1820,的编码,是,19h,）。下面,48,位是一个唯一的序列号。最后,8,位是以上,56,位的,CRC,码。,LSB,MSB,T,低位,T,高位,TH,TL,配置,保留,保留,保留,CRC,DS18B20的内部结构 DQ 暂存器的结构为 9个字节的存,DS18B20,配置寄存器与分辨率关系,TM,R1,R0,1,1,1,1,1,测试模式位，用户不能改变,配置寄存器（,8,位）,R1,0,0,1,1,R0,0,1,0,1,分辨率,/,位,最大转换,时间,/ms,9,93.75,10,187.5,11,375,12,750,DS18B20配置寄存器与分辨率关系 TM R1 R0 1,DS1820,命令设置,DS1820 命令设置,DS1820,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，根据需要交换的数据,第三步,功能命令，根据需要交换的数据,?,?,?,?,所有的操作都从初始化开始,DS1820,依靠一个单线端口通讯。在单线端口条件,下，必须先建立,ROM,操作协议，才能进行存储器,和控制操作。,控制器必须首先提供下面,5,个,ROM,操作命令之一：,1,）读,ROM,，,2,）匹配,ROM,，,3,）搜索,ROM,，,4,）跳,过,ROM,，,5,）报警搜索。,成功执行完一条,ROM,操作序列后，即可进行存储,器和控制操作,DS1820命令序列 ?典型的单总线命令序列如下 ?第一,DS18B20,的使用方法,?,?,?,由于,DS18B20,采用的是,1,Wire,总线协议方式，即在一根数,据线实现数据的双向传输，而对,AT89S51,单片机来说，硬,件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方,法来模拟单总线的协议时序来完成对,DS18B20,芯片的访问。,由于,DS18B20,是在一根,I/O,线上读写数据，因此，对读写,的数据位有着严格的时序要求。,DS18B20,有严格的通信协,议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了,几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序,DS18B20的使用方法 ?由于DS18B20采用的是1,初始化时序,初始化时序,读写时序,读写时序,画出稳定采集模块的流程图,画出稳定采集模块的流程图,