华南理工大学汽车专业模板发动机进气温度测量系统Word文档格式.docx

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　　这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；

如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。

例如+125℃的数字输出为07D0H，+25.0625℃的数字输出为0191H，-25.0625℃的数字输出为FF6FH，-55℃的数字输出为FC90H。

表2:

DS18B20温度数据表

（3）DS18B20温度传感器的存储器DS18B20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的EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。

（4）配置寄存器该字节各位的意义如下：

表3：

配置寄存器结构　　

TM

R1

R0

1

　　低五位一直都是"

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。

R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：

（DS18B20出厂时被设置为12位）

表4：

温度分辨率设置表　　

分辨率

温度最大转换时间

9位

　　93.75ms

10位

　　187.5ms

11位

　　375ms

12位

　　750ms

5、高速暂存存储器

高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表5所示。

当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。

单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式如表1所示。

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，先将补码变为原码，再计算十进制值。

表2是对应的一部分温度值。

第九个字节是冗余检验字节。

表5：

DS18B20暂存寄存器分布

　　寄存器内容

字节地址

温度值低位（LSByte）

温度值高位（MSByte）

高温限值（TH）

2

低温限值（TL）

3

配置寄存器

4

保留

5

6

7

CRC校验值

8

　　根据DS18B20的通讯协议，主机（单片机）控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：

每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作，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500微秒，然后释放，当DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右，后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。

表6：

ROM指令表　　

指令

约定代码

功能

读ROM

33H

读DS1820温度传感器ROM中的编码（即64位地址）

　　符合ROM

55H

发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单总线上与该编码相对应的DS1820使之作出响应，为下一步对该DS1820的读写作准备。

　　搜索ROM

0FOH

用于确定挂接在同一总线上DS1820的个数和识别64位ROM地址。

为操作各器件作好准备。

　　跳过ROM

0CCH

　　忽略64位ROM地址，直接向DS1820发温度变换命令。

适用于单片工作。

　　告警搜索命令

0ECH

　　执行后只有温度超过设定值上限或下限的片子才做出响应。

表7：

RAM指令表　

温度变换

44H

启动DS1820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EEPROM中。

　　重调EEPROM

　　0B8H

　　将EEPROM中内容恢复到RAM中的第3、4字节。

读供电方式

0B4H

　　读DS1820的供电模式。

寄生供电时DS1820发送“0”，外接电源供电DS1820发送“1”。

6、DS1820的编程语言

传感器最初是用汇编和C语言实现的。

由于C语言不能有效、方便地满足面向传感器网络的应用开发，其目标代码比较长，经进一步研究设计出了支持组件化的新型编程语言——NESC。

其最大的特点是，将组件化／模块化思想和基于事件驱动的执行模型相结合。

现TinyOS操作系统和基于TinyOS的应用程序都是用NESC语言编写的，大大提高了应用开发的方便性和应用执行的可靠性。

本文以WSN为背景，通过一个基于TinyOS的灯闪烁实例——Blink，详细介绍NESC语言的结构以及用该语言如何实现组件化／模块化的应用程序，为深入研究TinyOS的应用开发提供一种实现方法。

1 

NESC语言结构

NESC是C语言的扩展，精通C语言的程序员掌握这种语言相对比较快。

与C语言的存储格式不同，用NESC语言编写的文件是以“．nc”为后缀。

每个nc文件实现一个组件功能（组件化／模块化）。

在NESC程序中，主要定义两种功能不同的组件——模块（module）和配件（configuration）。

2 

NESC应用程序的分析

每一个NESC应用程序都是由一个或多个组件通过接口链接起来，并通过ncc／gcc编译生成一个完整的可执行程序。

Blink程序是一个简单的NESC应用程序。

它的主要功能是每隔1s的时间间隔亮一次，关闭系统时红灯亮。

其程序主要包括3个子文件Blink.nc、BlinkM.nc和SingleTimer.nc。

（1）Blink.nc文件

这个文件为整个程序的顶层配件文件，关键字为configuration，通过“->

”连接各个对应的接口。

（2）BlinkM.nc文件

BlinkM.nc为模块文件，关键字为module、command，通过其调用StdControl接口中的3个命令“init，start，stop”连接接口，是实现Blink程序的具体功能。

（3）SingleTimer.nc文件

NESCSingleTimer.nc为一个配件文件，主要通过TimerC和StdControl组件接口实现与其他组件之间的调用关系，配件文件还定义了一个唯一时间参数化的接口Timer。

7、DS1820使用中注意事项

DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题：

7.1、较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对DS1820进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。

在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时，对DS1820操作部分最好采用汇编语言实现。

7.2、在DS1820的有关资料中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS1820，在实际应用中并非如此。

当单总线上所挂DS1820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要加以注意。

7.3、连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。

试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。

当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离可达150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。

这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。

因此，在用DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。

7.4、在DS1820测温程序设计中，向DS1820发出温度转换命令后，程序总要等待DS1820的返回信号，一旦某个DS1820接触不好或断线，当程序读该DS1820时，将没有返回信号，程序进入死循环。

这一点在进行DS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。

测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。

第三部分系统程序和电路图

#include<

reg51.h>

sbitDQ=P2^5;

//DS18B20的数据线和AT89S51单片机的P2.5口相接，且定义DQ为变量名

voidmain（）

{

SendCommand_TmpConvert（）;

//启动温度转换

SendCommand_TmpRead（void）;

//发送读取温度命令

Get_TmpValue（void）;

//返回温度最终十进制值

}

/************************发送温度转换命令函数****************************

**************功能：

发送温度转换命令到DS18B20，启动温度转换功能************/

voidSendCommand_TmpConvert（void）

while（Init_DS18B20（））;

//初始化DS18B20，等待返回低电平信号

WritetoDS_onebyte（0xcc）;

//写入跳过序列号命令字SkipRom

WritetoDS_onebyte（0x44）;

//写入温度转换命令字ConvertT,启动温度转换功能

/*****************延时函数**************

*************功能：

延时Nx15us***********/

voiddelay_multi_15us（unsignedintN）

do{

_nop_（）;

//1