发布时间 : 星期五 文章花卉温室控制系统设计（论文）更新完毕开始阅读
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确性。
表2 温度转换时间表
R1 0 0 1 1 R0 0 1 0 1 分辨率\\位 9 10 11 12 第 13 页 共 32 页
温度最大转换时间\\ms 93.8 187.5 375 750 当DS18B20接收到温度转换的命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB形式表示。
低字节
8 高字节
S S S S S 64 32 16 4 2 1 1\\2 1\\4 1\\8 1\\16 图9 温度数据值格式
图9中，S表示符号位，当S=0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当S=1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，然后再计算十进制数值，表3是一部分温度值对应的二进制温度数据。DS18B20完成温度转换后，就得把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容进行比较，若Ｔ＞TH或T＜TL，则要将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。因此，可用多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索。在64位ROM的最高有效字节中存储有循环冗余检验码（CRC）。主机ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。DS18B20的测温原理：DS18B20的测温原理是这样的,元器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，而高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。器件中还有
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一个计数门，当这个计数门打开时，温度传感器DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成对温度的测量，一般的计数门开启的时间都是由高温度系数振荡器来决定的，然而在每次温度测量前，首先要将－55℃所对应的一个基数分别放置到减法计数器中，另外在温度寄存器中，计数器1以及温度寄存器会被预先置在－55℃所对应的一个基数值上。
表3 一部分温度对应值表
温度/℃ +125 +85 +25.0625 +10.125 +0.5 0 -0.5 -10.125 -25.0625 -55 二进制表示 0000 0111 1101 0000 0000 0101 0101 0000 0000 0001 1001 0000 0000 0000 1010 0001 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000 1000 1111 1111 1111 0000 1111 1111 0101 1110 1111 1110 0110 1111 1111 1100 1001 0000 十六进制表示 07D0H 0550H 0191H 00A2H 0008H 0000H FFF8H FF5EH FE6FH FC90H 减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到0时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。
另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读
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写的时序很重要；系统对DS18B20的各种操作按协议进行，它的操作协议为：初使化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。 3.2.3 DS18B20 的应用
DS18B20 采用3 脚TO-92 封装或8 脚SOIC 封装。图3-3是其采用8 脚SOIC 封装的引脚排列图。图3-4是其采用3 脚SOIC 封装的引脚排列图。其中GND 接地；VDD 为电源端；DQ 是数据输入/输出端；其余为空脚。如图10所示
图10 DS18B20的引脚封装
DS18B20 的供电方式有两种：一种为寄生电源，另一种为外加电源。同DS1820 一样，用户也可通过1 线端口对DS18B20 进行操作，其步骤为：复位→ROM 功能命令→存储器功能命令→执行/数据→DSB1820 的ROM命令有5 个，存储器命令有6 个，这些命令字和功能同DS1820 完全一样。命令的执行都是由复位、多个读时隙或/和写时隙基本时序单元组成。因此，只要将复位、读时隙、写时隙的时序了解清楚，使用DS18B20 就比较容易了。
使用DS18B20 时，首先需将其复位，然后才能执行其它命令。复位时，主机将数据线激发为低电平并保持480μs～960μs，然后释放数据线，再由上拉电阻将数
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据线拉升15～60μs。然后再由DS18B20 发出响应信号，以将数据线激发成低电平60～240μs，这样，就完成了复位操作。DS18B20的写时序 ：对于温度传感器DS18B20的写时序：分为写0时序和写1时序两个过程，然而对于DS18B20写0时序和写1时序的要求却不同，当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，来保证DS18B20能够在15us到45us之间可以能正确地采样I/O总线上的“0”电平，当要写1时序时，单总线被拉低之后，来得到在15us之内的释放单总线。在主机对DS18B20 写数据（主机对DS18B20 发送各种命令）时，先将数据线激发为低电平，该低电闰应大于1μs。然后根据写“1”或写“0”来使数据线变高或继续为低。
DS18B20 将在数据线变成低电平后15μs～60μs 对数据线进行采样。要求写入DS18B20 的数据持续时间应大于60μs 而小于120μs，两次写数据之间的时间间隔应大于1μs。当主机从DS18B20 读数据时，主机先数据线激发出低电平，然后释放，以使数据线再升为高电平。DS18B20 在数据线从高电平变为低电平的15μs 内将数据送到数据线上。主机可在15μs 后读取数据线以获得数据。DS18B20的读时序：DS18B20的读时序分为读0时序和读1时序两个过程，DS18B20的读时隙是从主机把单总线拉低之后，在15秒之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上；DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。
3.3 温度转换和显示模块
3.3.1 温度转换电路
温度传感器部分由DS18B20和上拉电阻R2组成，如图11所示，其作用是采集温度信号，供单片机处理。温度检测是温度控制系统的一个很重要环节，直接关系到系统性能。温度检测需要传感器件对温度信号的采集,温度传感器件在其中起到了很大的作用。首先就是对温度传感器件的选择。温度传感器种类繁多，但在微机系统中使用的传感器，必须是能够将非电量转换成电量的传感器，目前常用的有热电偶传感器，热电阻传感器和半导体集成温度传感器，数字式温度传感器等。热电偶传感器是利用两种不同材料的金属连在一起构成的具有热电效应原理的一种感温元件。其优点为精确度高、测量范围广、构造简单、使用方便，型号种类比较多且技术成熟等。目前广泛应用于工业与民用产品中。热电偶的种类很多,在选择时必须考虑其灵敏度、精确度、可靠性、稳定性等条件。不同分度号的热电偶，有不同的温度—电动势关系，分