沈阳理工大学学士学位论文
图3.9 DSl8B20的内部结构图
DS18B20的内部结构主要有四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图9所示：
图3.10 DS18B20的管脚 DS18B20的引脚说明如下： GND:地； DQ:数据I/O； VDD:电源； NC:空脚。
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DSl8B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除EEPRAM。后者用于存储TH，TL值。数据先写入RAM，经校验后再传给EEPRAM。而配置寄存器为高速暂存器中的第5个字节，他的内容用与确定温度值的数字转换分辨率，DSl8B20 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。低5位一直都是1，TM是测试模式位，用于设置DSl8B20在工作模式还是在测试模式。在DSl8B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动，Rl和R0决定温度转换精度位数。
由表3.1可见，设定的分辨率越高，所需要的温度数据转换时间就越长。因此，在实际应用中要在分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存存储器除了配置寄存器外，还有其他8个字节组成。其中温度信息(第l，2字节)，TH和TL值第3，4节，第6～8字节，表现为全逻辑1；第9字节读出的是前面所有的8字节的CRC码，可用来保证通信正确。
表3.1 数据分辨率和转换时间
R1
R0
分辨率
温度最大转换时间 /ms
0 0 1 1
0 1 0 1
9 10 11 12
93.75 187.5 275.00 750.00
当DSl8B20接收到
温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展到二进制补码形式储存在高速暂存存储器的第l，2字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前面，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表示。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，先将补码变换为原码，再计算十进制值。
在DSl8B20完成温度变换之后，温度值与贮存TH和TL内的触发值相比较因为这些寄存器仅仅是8位，所以0.5℃位在比较时被忽略。TH或TL的最高有较位直接对应于l6位温度奇存器的符号位。如果温度测量的结果高于TH或低于TL，那么器件内告警标志将置位。每次温度测量更新此标志。只要告警标志置位，DSl8B20将对告警搜索命令做出响应。这允许并联连接许多DSl8B20，同时进行温度测量。如果某处温度超过极限，那么可以识别出正在告警的器件并立即将其读出而不必读出非告警的器件。部分温度转换如表3.2所示:
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表3.2 部分温度转换值
温度 +125℃ +85℃ +25.0625℃ +10.125℃ +0.5℃ 0℃ -0.5℃ -10.125℃ -25.0625℃
-55℃
输入（2进制） 0000 0111 1101 0000 0000 0101 0101 0000 0000 0001 1001 0001 0000 0000 1010 0010 0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1000 1111 1111 0101 1110 1111 1111 0101 1110 1110 1110 0110 1111
输出（16进制）
07D0H 0550H 0191H 00A2H 0008H 0000H FFF8H FF5EH EE6FH FE90H
3.8.2 DSl8B20具体参数及工作
方式 参数特性：
（1）独特的单线接口只需l个接口引脚即可通信; （2）多点综合测温能力使分布式温度检测应用得以简化; （3）不需要外部元件; （4）可用数据线供电; （5）需备份电源;
（6）测量范围从-55℃至+125℃增量值为0．5℃; （7）以9位数字值方式读出温度; （8）在1秒(典型值)内把温度变换为数字; （9）用户可定义的非易失性的温度告警设置;
（10）告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件温度告警情况; （11）应用范围包括恒温控制工业系统消费类产品温度计或任何热敏系统。 极限参数：
（1）任何引脚相对于地的电压-0.5V至+7.0V; （2）运用温度-55℃至+125℃;
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（3）贮存温度-55。C至+125℃; （4）焊接温度260℃/l0秒。
3.8.3 DS18B20接口电路
图3.11 温度传感器接口电路图
DS18B20有六条控制命令：
温度转换 44H 启动DS18B20进行温度转换； 读暂存器 BEH 读暂存器9个字节内容；
写暂存器 4EH 将数据写入暂存器的TH、TL字节； 复制暂存器 48H 把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中；
重新调E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节； 读电源供电方式 B4H 启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU。
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4 系统软件的设计
4.1 单片机C语言程序设计技术
用C编写程序比汇编更符合人们的思考习惯，开发者可以摆脱与硬件无必要的接触，更专心的考虑功能和算法而不是考虑一些细节问题，这样就减少了开发和调试的时间。C语言具有良好的程序结构,适用于模块化程序设计，因此采用C语言设计单片机应用系统程序时，首先要尽可能地采用结构化的程序设计方法，将功能模块化，由不同的模块完成不同的功能，这样可使整个应用系统程序结构清晰，易于调试和维护。不同的功能模块，分别指定相应的入口参数和出口参数，对于一些要重复调用的程序一般把其编成函数，这样可以减少程序代码的长度，又便于整个程序的管理，还可增强可读性和移植性[19-20]。
4.2 主机主程序
/***************主程序*****************/ void main() {
static uchar flag_en; beep = 0;
//开机蜂鸣器叫一声
delay_1ms(200);
P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff; //初始化IO口 init_1602(); RX_Mode(); while(1) {
key();
//独立按键程序
//1602液晶初始化
//接收模式
if(key_can < 10) { }
flag_250ms ++;
key_with();
//按键按下要执行的程序
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