? 寄生电源(parasite power)
方框图(图 3.5)示出寄生电源电路当I/O或VDD引脚为高电平时，这个电路便取得电源 。只要符合指定的定时和电压要求I/O将提供足够的功率标题为单总线系统一节，寄生电源的优点是双重的1利用此引脚远程温度检测，无需本地电源2缺少正常电源条件下也可以读ROM，为了使DS1820能完成准确的温度变换，当温度变换发生时，I/O线上必须提供足够的功率，因为DS1820的工作电流高达1mA，5K的上拉电阻将使I/O线没有足够的驱动能力。如果几个DS18B20 在同一条I/O线上而且企图同时变换那么这一问题将变得特别尖锐有两种方法确保DS1820在其有效变换期内得到足够的电源电流。第一种方法是发生温度变换时，在I/O线上提供一强的上拉，如图3.6所示，通过使用一个MOSFET把I/O 线直接拉到电源可达到这一点。当使用寄生电源方式时 VDD引脚必须连接到地向 DS1820供电的另外一种方法是通过使用连接到 VDD引脚的外部电源，如图3.7所示，这种方法的优点是在I/O线上不要求强的上拉，总线上主机不需向上连接便在温度变换期间使线保持高电平。这就允许在变换时间内其它数据在单线上传送。此外，在单线总线上可以放置任何数目的DS1820，而且如果它们都使用外部电源，那么通过发出跳过 Skip ROM命令和接着发出变换Convert T命令可以同时完成温度变换。注意只要外部电源处于工作状态GND地引脚不可悬空。
图3.6 强上拉在温度变换期内向 DS1820供电
在总线上主机不知道总线上DS1820是寄生电源供电还是外部 VDD供电的情况下在DS1820内采取了措施来通知采用的供电方案。总线上主机通过发出跳过Skip ROM的操作约定，然后发出读电源命令，可以决定是否有需要强上拉的 DS1820，在总线上在此命令发出后主机接着发出读时间片，如果是寄生供电 DS1820 将在单线总线上送回0。如果由 VDD引脚供电，它将送回 1，如果主机接收到一个0，它知道它必须在温度变换期间在I/O线上供一个强的上拉。
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? 测量温度
DS1820 通过使用在板on-board 温度测量专利技术来测量温度，温度测量电路的方框图见图3.7所示：
图 3.7 使用 VDD提供温度变换所需电流
图3.8 温度测量电路
DS1820 通过门开通期间内低温度系数振荡器经历的时钟周期个数计数来测量温度，而门开通期由高温度系数振荡器决定计数器予置对应于-55 的基数，如果在门开通期结束前计数器达到零，那么温度寄存器它也被予置到-55的数值将增量指示温度高于-55；同时计数器用钭率累加器电路所决定的值进行予置，为了对遵循抛物线规律的振荡器温度特性进行补偿，这种电路是必需的。时钟再次使计数器计值至它达到零，如果门开通时间仍未结束那么此过程再次重复。
钭率累加器用于补偿振荡器温度特性的非线性，以产生高分辩率的温度测
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量。通过改变温度每升高一度，计数器必须经历的计数个数来实行补偿。因此为了获得所需的分辩率，计数器的数值以及在给定温度处每一摄氏度的计数个数
（钭率累加器的值）二者都必须知道。
此计算在DS1820内部完成以提供0.5的分辩率温度读数，以16位符号扩展的二进制补码读数形式提供。表3.4说明输出数据对测量温度的关系数据在单线接口上串行发送DS1820，可以以0.5的增量值在0.5至+125的范围内测量温度。对于应用华氏温度的场合必须使用查找表或变换系数。
注意，在DS1820中温度是以1/2 LSB （最低有效位）形式表示时产生以下9位格式：
MSB（最高有效位） （最低有效位） LSB
1 =-25℃
最高有效符号位被复制到存储器内两字节的温度寄存器中较高MSB的所有位 这种符号扩展产生了如表3.4所示的16位温度读数。
以下的过程可以获得较高的分辩率。首先，读温度并从读得的值截去0.5位(最低有效位)，这个值便是（TEMP_READ），然后可以读留在计数器内的值。此值是门开通期停止之后计数剩余，所需的最后一个数值是在该温度处每一摄氏度的计数个数(COUNT_PER_C) ，于是用户可以使用下式计算实际温度：
1 1 0 0 1 1 1 0 23
温度 +125 +25 +0.5 +0 -0.5 -25 -55
数字输出（二进制） 00000000 11111010 00000000 00110010 00000000 00000001 00000000 00000000 11111111 11111111 11111111 11001110 11111111 10010010 安息字输出（十六进制） 00FAH 0032H 0001H 0000H FFFFH FFCEH FF92H 表3.4 温度/数据关系
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第四章 系统硬件设计
4.1 硬件主要电路设计
本系统设计的硬件电路由主控部分（AT89C51）、计时部分（DS1302）、测温部分（DS18B20）、显示部分（八段数码管）、按键部分（开关按钮）、报警部分（蜂鸣器）6个部分组成。各部分之间相互协作，构成一个统一的有机整体，实现多功能数字时钟的功能。各部分的硬件电路设计如下。设计总电路图见附录一。 图4.1 总体功能框图
时钟芯片DS1302 蜂鸣器报警 温度测量DS18B20 AT8951 手动按键 电源 数码管显示电路 25