1DS18B20和BASCOM-AVR簡介

　　DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器，從DS18B20讀出或寫入的信息僅需要一根口線。在單總線工作方式下，允許一條信號線上掛接多個DS18B20，特別適合于構成遠距離多點溫度測控系統(tǒng)，從而大大簡化了系統(tǒng)布線，提高了可靠性，降低了成本，而實現(xiàn)這些的關鍵在于每片DS18B20都有唯一的ROM代碼(64位產(chǎn)品序列號)。在多點溫度測控系統(tǒng)中，ROM代碼是識別和操作DS18B20的基礎；無論讀取還是選擇對某一個傳感器進行操作，主機必須發(fā)送64位ROM代碼。

　　BASCOM-AVR是MSC Electronics公司推出的基于AVR系統(tǒng)的軟件開發(fā)仿真平臺。程序語句和Micrsoft VB/QB高度兼容；為標準LCD顯示器、I2C芯片和單總線協(xié)議芯片等擴充了專用語句；內(nèi)置模擬終端和程序下載功能；內(nèi)置軟件仿真平臺用于測試；編譯產(chǎn)生的運行代碼可在所有帶內(nèi)部存儲器的AVR微控制器中運行。DEMO版本可生成2KB程序代碼。BASCOM-AVRDEMO版安裝軟件包可到http：//www.mcselec.com免費下載。

3.1獲取序列號(64位ROM代碼)

　　操作單總線數(shù)字溫度傳感器必須嚴格按規(guī)定的協(xié)議操作，即應按以下順序操作：初始化、ROM操作命令、暫存存儲器操作命令、數(shù)據(jù)傳輸。在ROM操作命令中，有兩條命令專門用于獲取傳感器序列號：讀ROM命令(33H)和搜索ROM命令(F0H)。讀ROM命令只能在總線上僅有一個傳感器的情況下使用。搜索ROM命令則允許總線主機使用一種“消去”處理方法來識別總線上所有的傳感器序列號。為了建立64位ROM代碼和測量位置點傳感器之間的關系，我們選用讀ROM命令(33H)。DS18B20的64位ROM代碼結構如圖2所示：

　　如果某一傳感器損壞，只需按上述連接方法，撥動開關K2輸入損壞傳感器的位置編號，將新的DS18B20插入Z1插座重新測試，單片機自動根據(jù)讀取的編號值將測得的ROM代碼取代E2PROM中相同位置編號處的原ROM代碼即可。

3.2多點溫度的巡回測量

　　開關K1打開，將T斷開處接上。由于已經(jīng)在上面獲取了多個DS18B20的ROM代碼并在AVR單片機內(nèi)部的E2PROM中建立了測量位置點和傳感器64位ROM代碼之間的關系表，因此對多個溫度的巡回測量的步驟如下：

　　(1)發(fā)跳過ROM命令CCH。

　　(2)發(fā)啟動所有在線的DS18B20進行溫度轉換命令44H。

　　(3)延遲1s。

　　(4)發(fā)匹配ROM命令55H。

　　(5)按照E2PROM中建立的關系表的順序取出64位ROM代碼發(fā)送到單總線。

　　(6)發(fā)讀溫度值命令BEH，讀取溫度值。

　　(7)進行CRC校驗和數(shù)據(jù)處理后送LCD顯示器顯示。

　　(8)重復第4步到第7步，直到所有的DS18B20測量處理完。

　　(9)再重復第1步到第8步，進行下一輪的巡回測量。

　　如果只對某一個DS18B20進行溫度測量，只要將第1步的跳過ROM命令CCH，改為匹配ROM命令55H，將撥動開關撥到和要測量的DS18B20的編號相對應的數(shù)值上，單片機90S8515讀取撥動開關的數(shù)值(編號)n，到E?2PROM建立的關系表中從(n-1)×8開始的單元取出ROM代碼發(fā)送到總線，去掉第8步，其余和上面步驟相似即可。

　　測試中，DS18B20選擇芯片出廠時默認的12位轉換精度，轉換的結果用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供。關于DS18B20可參考DALLAS公司的數(shù)據(jù)手冊。

　　多點溫度巡回測量的主要程序如下：

　　上述兩個程序可以編寫為兩個子程序，主程序在初始化工作完成后，讀開關K1的狀態(tài)，如為打開狀態(tài)調(diào)用溫度巡回測量部分的子程序；如為閉合狀態(tài)調(diào)用獲取ROM代碼子程序。

4.1設置報警限值

　　DS18B20設有溫度高低限報警功能。DSl8B20的存儲器由兩部分組成：一個是9字節(jié)的靜態(tài)RAM，其中第0和第1字節(jié)用于存儲16位的溫度轉換值，第2(高溫限TH)和第3字節(jié)(低溫限TL)作為溫度報警限值或通用存儲器單元供用戶使用；另一個是非易失性的E2PROM。當靜態(tài)RAM作為溫度報警限值使用時，可以在系統(tǒng)安裝和工作前，用寫RAM命令4EH將高溫限TH和低溫限TL寫入第2和第3字節(jié)單元。由于靜態(tài)RAM掉電后信息即丟失，因此需要再通過拷貝RAM命令48H將第2和第3字節(jié)單元的溫度報警限值拷貝到E2PROM中。主程序只要在初始化部分使用重調(diào)E2PROM命令B8H，就可以將E?2PROM中的溫度報警限值重新拷貝到靜態(tài)RAM中。

4.2報警處理

　　系統(tǒng)正常工作時，在啟動所有的DS18B20作溫度轉換后，可以使用報警搜索命令ECH，發(fā)現(xiàn)溫度值高于TH或低于TL的數(shù)值時，則讀取報警的DS18B20的ROM代碼，通過查AVR單片機內(nèi)部E2PROM中測量位置點和傳感器64位ROM代碼之間的關系表即可得到報警的DS18B20的位置編號，從而啟動語音報警或在LCD上顯示報警點的位置編號。

　　本文的設計方法，將DS18B20 ROM代碼的獲取和溫度的測量融為一體，利用單片機內(nèi)部的E2PROM建立了測量位置點和ROM代碼之間的關系表，用簡單的硬件及編程方法實現(xiàn)了多點溫度的測量、數(shù)字溫度傳感器的出錯指示和識別，大大有利于系統(tǒng)的調(diào)試和擴充，能有效降低成本，縮短開發(fā)周期。在糧庫測溫系統(tǒng)、冷庫測溫系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、智能建筑自控系統(tǒng)等多點溫度測量系統(tǒng)中將獲得廣泛的應用。