溫度傳感器 程序.doc

第4章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容系統(tǒng)程序主要包括主程序、讀出溫度子程序、溫度轉(zhuǎn)換命令子程序、計(jì)算溫度子程序、測(cè)量序列號(hào)子程序、顯示數(shù)據(jù)刷新子程序等。4.1.1主程序 主程序主要功能是負(fù)責(zé)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出處理DS18B20的測(cè)量溫度值。主程序流程圖如圖4-1所示：開(kāi)始調(diào)用顯示子程序顯示當(dāng)前四路溫度初始化讀取并顯示序列號(hào)圖4-1 主程序流程圖4.1.2讀出溫度子程序讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)。在讀出時(shí)須進(jìn)行CRC校驗(yàn)，校驗(yàn)有錯(cuò)時(shí)不進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的改寫(xiě)。讀出溫度子程序流程圖如圖4-2所示： 開(kāi)始復(fù)位DS18B20發(fā)跳過(guò)ROM命令發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令轉(zhuǎn)換完畢復(fù)位DS18B20發(fā)匹配ROM命令發(fā)1個(gè)DS18B20序列號(hào)讀溫度值存入儲(chǔ)存器指向下一個(gè)延時(shí)NY圖4-2 讀出溫度子程序流程圖4.1.3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序溫度轉(zhuǎn)換命令子程序主要是發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令，當(dāng)采用12位分辨率時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為750ms。在本程序設(shè)計(jì)中，采用1s顯示程序延時(shí)法等待轉(zhuǎn)換的完成。溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖如圖4-3所示：發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過(guò)ROM命令發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開(kāi)始命令結(jié)束圖4-3 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序流程圖4.1.4計(jì)算溫度子程序 計(jì)算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定。計(jì)算溫度子程序流程圖如圖4-4所示：開(kāi)始溫度零下？溫度值取補(bǔ)碼置“-”標(biāo)志位計(jì)算小數(shù)位溫度BCD值計(jì)算小數(shù)位溫計(jì)算小數(shù)位溫度BCD值度BCD值結(jié)束置“+”標(biāo)志NY圖4-4 計(jì)算溫度子程序流程圖4.1.5 溫度數(shù)據(jù)的計(jì)算處理方法 從DS18B20讀取出的二進(jìn)制值必須轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制值，才能用于字符的顯示。DS18B20的轉(zhuǎn)換精度為912位，為了提高精度采用12位。在采用12位轉(zhuǎn)換精度時(shí)，溫度寄存器里的值是以0.0625為步進(jìn)的，即溫度值為寄存器里的二進(jìn)制值乘以0.0625，就是實(shí)際的十進(jìn)制溫度值。通過(guò)觀察表4-1可以發(fā)現(xiàn)，一個(gè)十進(jìn)制與二進(jìn)制間有很明顯的關(guān)系，就是把二進(jìn)制的高字節(jié)的低半字節(jié)和低字節(jié)的高半字節(jié)組成一字節(jié)，這個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制化為十進(jìn)制后，就是溫度值的百、十、個(gè)位字節(jié)，所以二進(jìn)制值范圍是0F，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制小數(shù)就是0.0625的倍數(shù)（015倍）。這樣需要4位的數(shù)碼管來(lái)表示小數(shù)部分。實(shí)際應(yīng)用不必這么高的精度，采用1位數(shù)碼管來(lái)顯示小數(shù)，可以精確到0.1。表4.5 二進(jìn)制與十進(jìn)制的近似對(duì)應(yīng)關(guān)系表小數(shù)部分二進(jìn)制值0123456789ABCDEF十進(jìn)制值00112334556678894.2 源程序4.2.1 DS18B20的各條ROM命令 （1）Read ROM33H。這條命令允許總線控制器獨(dú)到DS18B20的8位系列編碼、唯一的序列號(hào)和8位CRC碼。只要在總線上存在單只DS18B20時(shí)，才能使用該命令。如果總線上有不止一個(gè)從機(jī)，則當(dāng)所有從機(jī)試圖同時(shí)傳送信號(hào)時(shí)就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開(kāi)路連在一起形成相“與”的效果）。（2）Match ROM55H.這是一條匹配ROM命令,后跟64位ROM序列,讓總線控制器在多點(diǎn)總線上定位一只特定的DS18B20.只有與64位ROM序列完全匹配的DS18B20才能響應(yīng)隨后的存儲(chǔ)器操作.所有與64位ROM序列不匹配的從機(jī)都將等待復(fù)位脈沖.這條命令在總線上有單個(gè)或多個(gè)器件時(shí)都可以使用.(3)Skip ROM0CCH.這條命令允許總線控制器不用提供64位ROM編碼就使用存儲(chǔ)器操作命令,在單點(diǎn)總線情況下,可以節(jié)省時(shí)間.如果總線上不止一個(gè)從機(jī),則在Skip ROM命令之后跟著發(fā)一條讀命令.由于多個(gè)從機(jī)同時(shí)傳送信號(hào),所以總線上就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突(漏極開(kāi)路下拉效果相當(dāng)于相“與”)。（4）Search ROM0F0H。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)初次啟動(dòng)時(shí)，總線控制器可能并不知道單線總線上有多少個(gè)器件或它們的64位ROM編碼。搜索ROM命令允許總線控制器用排除法識(shí)別總線上的所有從機(jī)的64位編碼。（5）Alarm Search0ECH。這條命令的流程與Search ROM相同。然而，只有在最近一次測(cè)溫后遇到符合報(bào)警條件的情況下，DS18B20才會(huì)響應(yīng)這條命令。報(bào)警條件定義為溫度高于TH或低于TL。只要DS18B20不掉電，報(bào)警狀態(tài)將一直保持，直到再一次測(cè)得的溫度值達(dá)不到報(bào)警條件。（6）Write Scratchpad4EH。這條命令向DS18B20的暫存器TH和TL中寫(xiě)入數(shù)據(jù)?？梢栽谌魏螘r(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令來(lái)中止寫(xiě)入。（7）Read Scratchapad0BEH。這條命令讀取暫存器的內(nèi)容。讀取將從第一字節(jié)開(kāi)始，一直進(jìn)行下去，直到第九字節(jié)（CRC）讀完。如果不想讀完所有字節(jié)，則控制器可以在任何時(shí)間發(fā)出復(fù)位命令來(lái)中止讀取。（8）Copy Scratchpad48H。這條命令把暫存器的內(nèi)容拷貝到DS18B20的EPROM存儲(chǔ)器里，即把溫度報(bào)警觸發(fā)字節(jié)存入非易失性存儲(chǔ)器里。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時(shí)間隙，而DS18B20又忙于把暫存器拷貝到EPROM存儲(chǔ)器，則DS18B20就會(huì)輸出一個(gè)0；如果拷貝結(jié)束，則DS18B20輸出1。如果使用寄生電源，則總線控制器必須在這條命令發(fā)出后立即啟動(dòng)強(qiáng)上拉，并最少保持10ms。（9）Convert T44H。這條命令啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換而無(wú)需其他數(shù)據(jù)。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行后DS18B20保持等待狀態(tài)。如果總線控制器在這條命令之后跟著發(fā)出讀時(shí)間隙，而DS18B20又忙于做時(shí)間轉(zhuǎn)換，則DS18B20將在總線上輸出0；如果溫度轉(zhuǎn)換成功，則輸出1。如果使用寄生電源，則總線控制器必須在發(fā)出這條命令后立即啟動(dòng)強(qiáng)上拉，并保持500ms以上時(shí)間。（10）Recall E0B8H。這條命令把報(bào)警觸發(fā)器里的值拷貝回暫存器。這種拷貝操作在DS18B20上電時(shí)自動(dòng)執(zhí)行，這樣器件一上電暫存器里馬上就存在有效