1、温度传感器工作原理1.引脚GND 接地。DQ 为数字信号输入输出端。VDD 为外接电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）2.与单片机的连接方式单线数字温度传感器 DS18B20 与单片机连接电路非常简单，引脚 1 接地（GND ） ，引脚 3（VCC）接电源+5V ，引脚 2（DQ）接单片机输入输出一个端口，电压+5V 和信号线（DQ）之间接有一个 4.7k 的电阻。由于每片 DS18B20 含有唯一的串行数据口，所以在一条总线上可以挂接多个DS18B20 芯片。外部供电方式单点测温电路如图外部供电方式多点测温电路如图3.DS18B20 的性能特点DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS
2、 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现 912 位的数字值读数方式。DS18B20 的性能特点如下： 独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信。 多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能。 不需要外部器件。 在寄生电源方式下可由数据线供电，电压范围为 3.05.5V。 零待机功耗。 温度以 912 位数字量读出 用户可定义的非易失性温度报警设置。 报警搜索命令识别并标识超过程序限定温度（温度报警条件）的器件。 负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，只是不能正常
3、工作。4.内部结构.DS18B20 采用 3 脚 PR35 封装或 8 脚 SOIC 封装，其内部结构框图 64 位的位结构如图。开始位是产品类型的编号；接着是每个器件的唯一序号，共有位；最后位是前面位的检验码，这也是多个 DS18B20 可以采用单线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器和，可通过软件写入用户报警上下限数据。8 位检验 CRC 48 位序列号 8 位工厂代码MSB LSB MSB LSB MSB LSBDS18B20 温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可电擦除的 E2PROM。高速暂存 RAM 的结构为 9 字节的存储器，结构如图。前 2 字节
4、包含测得的温度信息。第 3 和 4 字节是 TH 和 TL 的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第 5 字节为配置寄存器，其内容用于确定温度值的数字转换分辨率，DS18B20 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转化为相应精度的数值。该字节各位的定义如图，其中，低 5 位一直为1；TM 是测试模式位，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，用户不要去改动；R0 和 R1 决定温度转化的精度位数，即用来设置分辨率，其定义方法见表高速暂存 RAM 的第 6、7、8 字节保留未用，表现为全逻辑 1。第 9 字节是前面所有 8字节的 CRC 码
5、可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。 当 DS18B20 接收到转化命令后，开始启动转化。转化完成后的温度值就以 16 位的带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存 RAM 的第 1、2 字节中。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0.0625LSB 形式表示。温度值格式如图图中，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化为十进制；当 S=0 时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制值。DS18B20 完成温度转化后，就把测得的温度值与 RAM 中的 TH、TL 字节内容作比较，若 TTH 或
6、TTL，则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。5 DS18B20 通信协议在对 DS18B20 进行读写编程时，必须严格保证读写时序，否则将无法读取温度结果。根据 DS18B20 通信协议，主机控制 DS18B20 完成温度转化必须经过 3 个步骤：每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位，复位成功后发送一条 ROM 指令，最后发送 RAM 指令，这样才能对 DS18B20 进行预定的操作。复位要求主 CPU 将数据线下拉 500us，然后释放，DS18B20 收到信号后等待1660us，然后发出 6
7、0240us 的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号表示复位成功。DS18B20 的 ROM 指令如表，RAM 指令如表表 ROM 指令表指 令 约定代码 功 能温度变化 44H 启动 DS18B20 进行温度转换，12 位转换时最长为 750ms（9 位为 93.75ms） ，结果存入内部 9 字节 RAM 中读暂存器 0BEH 读内部 RAM 中 9 字节的内容写暂存器 4EH 发出向内部 RAM 的 3、4 字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后是传送两字节的数据复制暂存器 48H 将 RAM 中第 3、4 字节的内容复制到 E2PROM 中重调E2PROM0B8H 将 E2PROM
8、中内容恢复到 RAM 中的第 3、4 字节读供电方式 0B4H 读 DS18B20 的供电模式。寄生供电时 DS18B20 发送 0，外接电源供电 DS18B20 发送 1表 RAM 指令表指 令 约定代码 功 能读 ROM 33H 读取 DS18B20 温度传感器 ROM 中的编码（即 64 位地址）符合 ROM 55H发出命令之后，接着发出 64 位 ROM 编码，访问单总线上与该编码对应的 DS18B20，使之作出响应，为下一步对该DS18B20 读写作准备搜索 ROM 0F0H 用于确定挂接在同一总线上 DS18B20 的个数和识别 64 位ROM 地址，为操作各器件作好准备跳过 RO
9、M 0CCH 跳过 ROM 工作报警搜索命令 0ECH 执行后只有温度超过设定值上限或下限的芯片才能作出响应6.使用注意事项因为硬件开销小，需要复杂的软件进行补偿，由于 DS18B20 与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对 DS18B20 进行读写编程时必须严格保证读写时序，否则将无法读取测温结果。当单总线上所挂 DS18B20 超过 8 个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时需加以注意。连接 DS18B20 电缆的长度超过 50m 时，最好采用屏蔽 4 芯双绞线，其中一对为接地线与信号线，另一组接 VCC 和地线，屏蔽层在源端单点接地，正常通信距离可达15
10、0m。在 DS18B20 测温程序中，向 DS18B20 发出温度转换时总要等到 DS18B20 的返回信号，一旦某个 DS18B20 接触不好或断线当程序读该 DS18B20 时，将没有返回信号，程序进入死循环。7温度数据的计算处理方法从 DS18B20 读取出的二进制值必须先转化成十进制值，才能用于字符的显示。DS18B20 的转换精度为 912 位可选，为了提高精度采用 12 位。在采用 12 位转换精度时，温度寄存器里的值是以 0.0625 为步进的，即温度值为温度寄存器里的二进制值乘以0.0625，就是实际的十进制温度值。通过列举观察可以发现，一个十进制值与二进制值间有很明显的关系，
11、就是把二进制的高字节的低半字节和低字节的高半字节组成一个字节，这个字节的二进制值化为十进制值后，就是温度值的百、十、个位值，而剩下的低字节的低半字节化成十进制后，就是温度值的小数部分。因为小数部分是半字节，所以二进制值范围是 0F，转化成十进制小数值就是 0.0625 的倍数（015 倍） 。这样需要 4 位的数码管来显示小数部分。实际应用不必有这么高的精度，采用一位数码管来显示小数，可以精确到 0.1。表就是二进制与十进制的近似对应关系表。小数部分二进制与十进制的近似对应关系表小数部分二进制值0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F十进制值 0 0 1 1 2 3 3
12、4 5 5 6 6 7 8 8 9STR-36B 的使用要点1. STR-36B 功能概述STR-36B 无线收发模块是微功率、ISM 全波段的无线通信模块。该模块内置控制 CPU；核心接收芯片外包金属屏蔽外壳，保证了数据的可靠收发。2. STR-36B 的实物照片、引脚及功能STR-36 型引脚接口方式，为标准 10 针 DIP 连接Pin 引脚名称 功能 说明 1 GND 电源地 接电源地2 VDD 电源输入 +2.7-5.5VDC 3 TDB 用户备用接口 可接用户设备 ADC,I/O 口，作为功能扩展使用；可不接4 TDB 用户备用接口 可接用户设备 ADC,I/O 口，作为功能扩展使
13、用；可不接5 RESET 复位脚 低电平有效，15ms6 TxD/TTL 串行数据发射端 TTL(RxD) 7 RxD/TTL 串行数据接收端 TTL(TxD)8 WakeUP 无线唤醒 （输出）无线信号唤醒用户设备，高电平唤醒；9 B(RxD) RS-485 的 B，RS-232 的 RxD DP(USB)10 A(TxD) RS-485 的 A，RS-232 的 TxD DN(USB)性能参数：型号 STR-36 型调制频率 标准型在 315.00470MHz，特殊型在 24002500MHz 用户可选；调频方式 GFSK /MSK功能 双向发射/接收（半双工）稳频方式 PLL最大发射功率
14、 +10dBm灵敏度 -118dBm工作电压 2.7-5.5V接口数据格式 8E1/8N1/8O1可靠通信距离 800m (outdoor) 发射功耗 27mA接收功耗 16mA待机功耗 10uA 通信速率 1.2kBit/s -300kBit/s 用户可选；用户接口方式 TTL 接口/RS232 接口/RS485 接口；工作湿度 10%90%相对湿度 无冷凝工作温度 -4085外形尺寸 43mmx20mmx5mm（不含天线）3. STR-36B 的无线唤醒功能STR-36B 无线发射模块在没有数据传输的情况下，若没有设置无线唤醒功能，则无线模块一直保持发射或接收数据状态；若设置无线唤醒功能，
15、则无线模块进入休眠状态。当模块的 WKEN 引脚接低电平时，模块工作在无线唤醒模式下。模块上电复位后，处于接收状态，在持续 3S 的时间内，如果没有接收到串口发来的数据，或没有收到有效数据，则模块进入休眠状态。在休眠过程中，如果收到串口发来的唤醒信号或无线唤醒信号，则被唤醒，同时 WKUP 引脚输出一个低电平脉冲信号。微处理器向该模块的串口发 1 字节的数据可实现串口唤醒。模块被唤醒后，若在 3S 的时间内没有收到串口发来的唤醒信号或无线唤醒信号，模块又进入休眠状态。4. STR-36B 无线模块硬件电路设计无线收发模块电路天线的选择天线的长度应取发射的 14 波长，当发射信号频率为 433M
16、HZ 时，天线的最佳长度为18cm。为匹配，这里选择 SANT307 天线。 无线收发模块电路布局需要注意的问题无线收发模块应该安装在电路板边缘，离开周围器件 5mm 以上，以免受分布参数影响而停震。 无线收发模块电路的电源设置在实际应用中，STR-36B 可与其他设备共用电源，但必须选择纹波系数小的电源，不建议使用开关电源。另外，系统设备中若有其他设备，则需可靠接地。液晶显示模块 LCM16021.1602 字符型 LCM 的特性内部具有字符发生器 ROM（CGROM） ，即字符库。可显示 192 个 57 点阵字符，如图，由该字符库可看出 LCM 显示的数字和字母部分的代码值，恰好与 AS
17、CII 码表中的数字和字母相同。所以在显示数字和字母时，只需向 LCM 送人对应的 ASCII 码即可。模块内有 64 字节的自定义字符 RAM（CGRAM）用户可自定义 8 个 57 点阵字符。模块内有 80 字节的数据显示存储器（DDRAM）LCM 引脚引脚号 符号 引脚功能1 GND 电源地2 VDD +5V 逻辑电源3 VEE 液晶驱动电源4 RS 寄存器选择（1数据寄存器，0命令状态寄存器）5 RW 读写操作选择6 E 使能（下降沿触发）714 DB0DB7 数据总线，三态引脚号 符号 引脚功能15 E1 背光电源，通常为+5V，并串联一个电位器，调节背光亮度16 E2 背光电源地命
18、令格式及功能说明1.清屏指令功能： 清除液晶显示器，即将 DDRAM 的内容全部填入“空白“的 ASCII 码20H;光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方;将地址计数器(AC)的值设为 0。2.光标归位指令 功能： 把光标撤回到显示器的左上方;把地址计数器(AC)的值设置为 0;保持 DDRAM 的内容不变。 3.进入模式设置指令功能：设定每次定入 1 位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。4.显示开关控制指令功能：控制显示器开/关、光标显示/关闭以及光标是否闪烁。参数设定的情况如下：位名 设置D 0=显示功能关 1=显示功能开C 0=无光标 1=有光标B 0=光标闪
19、烁 1=光标不闪烁5.设定显示屏或光标移动方向指令功能：使光标移位或使整个显示屏幕移位。参数设定的情况如下：S/C R/L 设定情况0 0 光标左移 1 格，且AC 值减 10 1 光标右移 1 格，且AC 值加 11 0 显示器上字符全部左移一格，但光标不动1 1 显示器上字符全部右移一格，但光标不动6.功能设定指令功能：设定数据总线位数、显示的行数及字型。参数设定的情况如下：位名 设置DL 0=数据总线为 4 位 1=数据总线为 8 位N 0=显示 1 行 1=显示 2 行F 0=57 点阵/每字符 1=510 点阵/每字符7.设定 CGRAM 地址指令功能：设定下一个要存入数据的 CGR
20、AM 的地址。8.设定 DDRAM 地址指令功能：设定下一个要存入数据的 CGRAM 的地址。9.读取忙信号或 AC 地址指令功能： 读取忙碌信号 BF 的内容，BF=1 表示液晶显示器忙，暂时无法接收单片机送来的数据或指令; 当 BF=0 时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令; 读取地址计数器(AC)的内容。10.数据写入 DDRAM 或 CGRAM 指令一览功能： 将字符码写入 DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符;将使用者自己设计的图形存入 CGRAM。11.从 CGRAM 或 DDRAM 读出数据的指令一览AT89S51 引脚图 ,AT89S51 单片机引脚说明及管脚定
21、义AT89S51 引脚图1AT89S51 是一个低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS -51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51 具有如下特点：40 个引脚，4k Bytes Flash 片内程序存储器，128
22、bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个 全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 AT89S51 引脚图此外，AT89S51 设计和配置了振荡频率可为 0Hz 并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口，外中断 系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三 种封装形式，以适应不同产品的需求。主要功能特性： 兼容 MCS-51 指令系统 4k 可反复擦写(1000 次）ISP Flash ROM 32 个双向 I/O 口 4.5-5.5V 工作电压 2 个 16 位可编程定时/计数器 时钟频率 0-33MHz 全双工 UART 串行中断口线 128x8bit 内部 RAM 2 个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3 级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的 ISP 字节和分页编程 双数据寄存器指针编 辑 本 段 主 要 性 能 特 点
