资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,微控制器系统设计与应用,刘燎原,江苏建筑职业技术学院,复习：,ADC0809,是典型的,8,位,8,通道,逐次逼近式,A/D,转换器，可模拟电压量实现分时转换为,8,位数字量。,V,ref,/V,in,=2,n,/D,即,V,in,/D=5/255,转换步骤：,1.,有,clock,时钟信号（典型值,500KHZ,，周期,2us,）,用定时器,0,产生周期,2us,方波信号作为,CLOCK,2.Start,、,ALE,有效,开始转换,Vin,Start,、,ALE,需要正脉冲，通过置,1,或,0,得到,3.,转换过程中，,EOC=0;,当转换结束时，,EOC=1.,（转换时间大概,100us,左右）,利用查询等待方式，,while(eoc=0);,4.,转换结束后，设置,OE=1,后，才可以读取转换后的数字量,OE=1;m=P0;OE=0;,5.,数字量送数码管显示,1.,十六进制显示转化为十进制显示,unsigned char i,j;,i=m/51;,j=m%51;,j=j/5;,2.,带小数点显示的段值,举例说明,带小数点共阴数码管：,+80H,P1=sz1i+80H,带小数点共阳数码管：,-80H,P1=sz1i-80H,温度计制作,(4,学时,),温度计,温度计电路板,(2,学时,),学时安排：,项目六 数字温度计,-,学习,DS18B20,模块,DS-18B20,数字温度传感器,DS18B20,是美国,DALLAS,公司生产的,1-wire,式单总线的数字温度传感器。具有耐磨耐碰，体积小，线路简单，使用方便，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。例如：冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温，汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。,一、主要特点,1.,1-wire,式,只要一个端口即可实现和单片机的双向通信（图上,DQ,端），电路连接简单,单总线通常要求外接一个约为,4.7K10K,的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。,2.,分辨率可以在,9-12,位,选择（温度转换后的数字信号是,9-12,位）,3.,测温范围,55,125,在,-10+85C,范围内，精度为,0.5C,。,唯一的序列号,4.,每个器件都有,5.,内部有,温度上限、下限的报警,设置，有报警功能,6.,支持,多点组网,功能，多个,DS18B20,可以并联在唯一的三线上，实现多点测温,7.,供电方式灵活,可以外接电源，也可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源,二、,DS18B20,管脚排列,DS18B20,的管脚排列,1.GND,为电源 地；,2.DQ,为数字信号输入输出端；,3.VDD,为外接供电电源输入端,（在寄生电源接线方式时接地）,外接电源工作方式,两种供电方式：,三、,DS18B20,内部结构,如图所示，主要由,4,部分组成：,64,位光刻,ROM,、温度传感器、温度报警触发器,TH,和,TL,、配置寄存器。,1.64,位光刻,ROM,64,位,ROM,中存储的信息是,出厂前被光刻好,的，存储的主要是,序列号。,64,位光刻,ROM,的排列是：,开始,8,位（地址：,28H,）是产品类型标号，,接着的,48,位是该,DS18B20,自身的序列号，它可以看作是该,DS18B20,的地址序列码，每个,DS18B20,的,64,位序列号均不相同,最后,8,位则是前面,56,位的循环冗余校验码 （,CRC=X8+X5+X4+1,）。,由于每一个,DS18B20,的,ROM,数据都各不相同，因此微控制器就可以通过单总线对多个,DS18B20,进行寻址，从而实现一根总线上挂接多个,DS18B20,的目的。,2.,温度传感器,DS18B20,中的温度传感器完成对温度的测量，把温度转换为对应的数字量（,9,位或,12,位，出厂时默认,12,位，最高位是符号位）。,为了存放,12,位的数字量，用,16,位符号扩展的二进制,补码,形式表示来存放。,举例。,该数字量和温度之间的对应转换格式，见下图，其中,S,为符号位，即数据格式以,0.0625/LSB,形式表达,。,补码三个部分：符号,:,高字节的高,4,位,整数：高字节的低,4,位、低字节的高,4,位,小数：低字节的低,4,位,对应的温度计算：当符号位,S=0,时，直接将二进制位转换为十进制；当,S=1,时，先将补码变为原码，再计算十进制值。,例如：,1.,转换后的数字量,12,位，扩展为,16,位后为,(,十六进制,),：,00C1H,则对应的温度值应为：,+12.0625,若为负温度，如何计算？,2.,转换后的数字量,12,位，扩展为,16,位后为,(,十六进制,),：,FF5EH,则对应的温度值应为：,-10.125,；,12,位,3.,配置寄存器,其中配置寄存器的格式如下：,最高位用于设置,DS18B20,在工作模式还是在测试模式。在,DS18B20,出厂时该位被设置为,0,，工作模式,，用户不要去改动。,R1,和,R0,用来设置,分辨率,，如下图所示：（,DS18B20,出厂时被设置为,12,位）,低五位一直都是“,1,”,配置寄存器与分辨率关系表,4.,高速暂存存储器,RAM,高速暂存存储器由,9,个字节,组成，见下图,.,转换所得的温度值以两个字节补码形式存放在高速暂存存储器的第,0,和第,1,个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后。,四、,DS18B20,的工作时序,（单线接口访问,DS18B20,的协议）,单片机对,DS18B20,操作：温度转换、读取温度、存取报警上下限等。,根据,DS18B20,的通讯协议，单片机每次访问,DS18B20,都必须遵循以下顺序：,初始化,18B20,；,发对,ROM,操作命令；,发对,RAM,操作命令：,相应操作。,1.,ROM,操作命令,2.,RAM,操作命令,DS18B20,的,RAM,指令集,3.,温度的转换流程,DS18B20,进行一次温度的转换，那具体的操作就是：,(1),、初始化,18B20(,主机作,复位,操作,),(2),、发对,ROM,操作命令,(,主机写,跳过,ROM,的操作（,CCH,）,命令,),(3),、发对,RAM,操作命令,(,主机写,转换温度的操作（,44H,）命令,),后面释放总线至少一秒，让,DS18B20,完成转换的操作。,整个操作的总线状态如下图。,4.,读取,RAM,内的温度数据流程,具体的操作就是：,(1),、初始化,18B20(,主机作,复位,操作,),(2),、发对,ROM,操作命令,(,主机写,跳过,ROM,的操作（,CCH,）,命令,),(3),、发对,RAM,操作命令,(,主机写,读取,RAM,的操作（,BEH,）命令,),(4),、随后主机依次读取,DS18B20,发出的从第,0,一第,8,，共九个字节的数据。,如果,只想读取温度,数据，那在读完第,0,和第,1,个数据,后就不再理会后面,DS18B20,发出的数据即可。同样读取数据也是低位在前的。,整个操作的总线状态如下图：,初始化,DS18B20,跳过,ROM,匹配,开始温度转换,转换结束了否？,初始化,DS18B20,跳过,ROM,匹配,读温度值,结束,开始,Y,N,DS18B20,温度测量操作流程,1.,初始化,DS18B20,2.,发出跳过,ROM,的操作（,CCH,）命令,3.,发出温度转换（,44H,）命令,4.,延时等待转换完,5.,初始化,DS18B20,6.,发出跳过,ROM,的操作（,CCH,）命令,7.,发出读温度（,BEH,）命令,8.,把温度（两个字节）从,RAM,中读出，保存起来,9.,读出的温度的数字量进行数据转换，送数码管显示,在以上流程中，反复用到初始化、写、读时序，我们先编程对应程序,五、,DS18B20,的基本操作,在以上的工作流程中，首先要初始化,18B20,，然后发各种命令以及数据传输都涉及到对,DS18B20,的读写操作，所以共涉及到以下,3,个工作时序：,1.,初始化操作,2.,写操作 （发命令）,3.,读操作 （读温度）,1.,初始化时序,DS18B20,的初始化,（,1,）先将数据线置高电平“,1”,。,（,2,）延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点）,（,3,）数据线拉到低电平“,0”,。,（,4,）延时,750,微秒（该时间的时间范围可以从,480,到,960,微秒）。,（,5,）数据线拉到高电平“,1”,。,（,6,）延时等待（如果,初始化成功,则在,15,到,60,毫秒时间之内产生一个由,DS18B20,所返回的低电平“,0”,。据该状态可以来,确定它的存在,，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。,（,7,）若单片机读到了数据线上的低电平“,0”,后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（,5,）步的时间算起）最少要,480,微秒。,（,8,）将数据线再次拉高到高电平“,1”,后结束。,unsigned char presence;,init_ds18b02(void)/DS18B20,初始化,DQ=1;delay_8us(3);/,延时约,25,微秒,DQ=0;delay_8us(80);/,延时约,650,微秒,DQ=1;delay_8us(2);,presence=DQ;,delay_8us(20);/,延时约,170,微秒,DQ=1;,return(presence);,DS18B20,的写操作,（,1,）数据线先置低电平“,0”,。,（,2,）延时确定的时间为,15,微秒，表示写周期开始。,（,3,）按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。,（,4,）延时时间为,45,微秒。,（,5,）将数据线拉到高电平。,（,6,）重复上（,1,）到（,6,）的操作直到所有的字节全部发送完为止。,（,7,）最后将数据线拉高。,若主机想写,0,，则拉低电平最少,60,微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平。,若主机想写,1,，在一开始拉低总线电平,1,微秒后就释放总线为高电平，一直到写周期结束。,2.,写时序,void write_byte(unsigned char dat)/,单片机向,DS18B20,写 入一个字节数据，先低后高,unsigned char i;,for(i=0;i=1;,3.,读时序,完成一个读时序过程，至少需要,60us,才能完成,DS18B20,的读操作,（,1,）将数据线拉高“,1”,。,（,2,）延时,2,微秒。,（,3,）将数据线拉低“,0”,。,（,4,）延时,15,微秒。,（,5,）将数据线拉高“,1”,。,（,6,）延时,15,微秒，对总线进行采样检测。,（,7,）读数据线的状态得到,1,个状态位，并进行数据处理。,（,8,）延时,30,微秒。,unsigned char read_byte(void)/,单片机从,DS18B20,读出一个字节数据,unsigned char i,dat;,for(i=0;i=1;/,一举两得,DQ=1;,if(DQ)/,存储采样到的值,dat|=0 x80;,delay_8
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