（1）DS18B20特点：
DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制 功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一： <1> 读ROM，<2>ROM匹配，<3>搜索ROM，<4>跳过ROM，<5>报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时，总线也可以知道总线上挂有有多少，什么样的设备。
若指令成功地使DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能 指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器 TH和TL都有一字节EEPROM 的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令 以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有数据的读，写都是从最低位开始。
DS18B20部分命令设置：
命令 | 名称 | 作用及解释 |
0CCH | SKIP ROM命令 | 这条命令允许总线控制器不用提供 64 位ROM 编码就使用存储器操作命令，在单点总线情况下右以节省时间。如果总线上不止一个从机，在 Skip ROM命令之后跟着发一条读命令，由于多个从机同时传送信号，总线上就会发生数据冲突（漏极开路下拉效果相当于相与）。 |
4EH | 写暂存存储器命令 | 这个命令向 DS1820 的暂存器中写入数据，开始位置在地址 2。接下来写入的两个字节将被存到暂存器中的地址位置 2 和3。可以在任何时刻发出复位命令来中止写入。 |
44H | 温度转换命令 | 这条命令启动一次温度转换而无需其他数据。温度转换命令被执行，而后 DS1820保持等待状态。如果总线控制器在这条命令之后跟着发出读时间隙，而 DS1820 又忙于做时间转换的话，DS1820 将在总线上输出“0”，若温度转换完成，则输出“1”。如果使用寄生电源，总线控制器必须在发出这条命令后立即起动强上拉，并保持500ms。 |
0BEH | 读温度命令 | 这个命令读取暂存器的内容。读取将从字节 0 开始，一直进行下去，直到第 9（字节 8，CRC）字节读完。如果不想读完所有字节，控制器可以在任何时间发出复位命令来中止读取。 |
0ECH | 告警搜索 | 这条命令的流程图和 Search ROM 相同。然而，只有在最近一次测温后遇到符合报警条件的情况，DS1820才会响应这条命令。报警条件定义为温度高于TH或低于TL。只要 DS1820 不掉电，报警状态将一直保持，直到再一次测得的温度值达不到报警条件。 |
DS18B20读写时序图：
说明：
主机要生成一个写时间隙，必须把数据线拉到低电平然后释放，在写时间隙开始后的15μs内允许数据线拉到高电平。 主机要生成一个写 0 时间隙，必须把数据线拉到低电平并保持 60μs。
初始化过程“复位和存在脉冲”：
说明：
DS1820 需要严格的协议以确保数据的完整性。协议包括几种单线信号类型：复位脉冲、存在脉冲、写0、写 1、读0 和读1。所有这些信号，除存在脉冲外，都是由总线控制器发出的。 和 DS1820 间的任何通讯都需要以初始化序列开始，一个复位脉冲跟着一个存在脉冲表明 DS1820 已经准备好发送和接收数据（适当的 ROM 命令和存储器操作命令）。
DS18B20温度值格式表：
说明：
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FE6FH，-55℃的数字输出为FC90H 。
（2）数码显示：
采用数码管动态显示，通过位控线选择数码管，同时单片机通过查表送出段选送显示的段码，利用人的视觉暂留特点达到显示的目的。
（3）复位电路：
复位电路采用手动复位，实现单片机系统复位。
（4）震荡电路;
为单片机提供恒定可靠的震荡周期。
（5）驱动电路：
由于单片机的驱动能力有限，考虑到数码管的特点，实际应加上驱动电路，以提供合适的电流。
（6）测温开关
给单片机信号，给予其开始测温，关闭测温指示。
（7）Proteus 虚拟仿真
在keil中编写单片机程序，生成相应的.Hex文件，将文件复制到一个文件夹下，在Proteus里添加单片机并设置程序的路径，找到该文件，仿真时就会调用该程序文件。
2、实验内容
根据设计要求设计硬件电路，根据各项指标选择合适的原件，在Proteus原理图中画出原理图。本设计采用六个八段数码段动态显示，硬件电路主要有单片机，复位电路，数码显示，震荡电路，驱动电路，测温开关电路，传感器电路等组成。开机显示“HELLO”友好界面，测温控制开关开始关闭测温，当开关闭合时，处于测温状态，显示的温度值即为真实温度，开关打开时为关闭状态，数码管组显示“OFF”与最后一次测量值的交替显示，警示测温中断，开关再次合上时又进行正常测温。考虑到成本问题单片机选用AT89C52，该单片机为一8位单片机，详细介绍再次就不过多陈述，具体参数参考技术资料。单片机程序采用汇编语言，在Keil环境下编译。
3、实验步骤
（1）根据功能设计硬件电路
<1>数码管显示及其驱动电路:
本设计采用的是6位8段共阳数码管，如下图所示，ABCDEFG个DP分别是数码管的八个段，123456是对应的六个线选线，由于单片机的灌电流能力也不是很强，直接驱动几个数码管有点困难，因此加上了373锁存器，跟7407同向驱动芯片。373锁存p0（开漏输出）口输出的段选信号，P2口是线选信号输出口。P2口虽然内部有上拉电阻，但是由于7407是集电极开路六组驱动器，没有上拉不能输出高电平所以还要加上拉电阻。7407的驱动能力比较强，高电平时输出最大电流可达41mA，而输入高电平电流只需40uA即可，能够满足该六位数码管正常显示。
<2>振荡电路
该振荡电路外部由两个电容C1，C2跟晶振X1组成，如下图连接接地，并接到单片机的XTAL1跟XTAL2引脚上。由于51单片机内部有一个用于构成振荡器的可控高增益反向放大器，两个引脚XTAL1，XTAL2分别是该放大器的输入端跟输出端。按下图所示，就可构成一个自激振荡器，匹配电容根据晶振的要求选取，一般选用20~30pF瓷片电容即可。
<3>复位电路
下图是一个简单手动复位与上电复位的综合复位电路。R2，R3构成手动复位电路，R2一般取1~5KΩ。在实际电路中，当R3=200Ω，R2=800Ω时，按下按键实现可靠复位电压为4V.即Urst=U*R2/(R2+R3)。由于仿真软件的问题，当R2大于1K时，上电后RST引脚不能实现低电平，因此不能满足复位的条件，采用800Ω电阻时能够实现。但实际电路中R2取到1K才能实现可靠的上电复位。（相关公式：Urst=5*e^(-t/τ), τ=R2*C,当复位电压大于等于3V时是可靠复位电压。带入上式，t=τ*ln(5/3) ≈0.15τ,当R2=1KΩ，C=22uF时，t≈11.2ms.即复位时间约为11.2ms。为保证可靠复位，复位时间大于10ms即可。）
<4>测温开关：
测温开关的实现时利用检验其是否存在的原理进而转换显示状态，故可以设置在DS18B20跟单片机相连的路径之间（接在P3.3引脚），开关断开，单片机就会检测不到传感器，转换到关闭测温状态，开关闭合，单片机又能检测到传感器，自动转到测温显示状态。由于DS1820 的单总线端口（I/O 引脚）是漏极开路式的，一个多点总线由一个单线总线和多个挂于其上的从机构成。在发出任何涉及拷贝到 E2存储器或启动温度转换的协议之后，必须在最多 10μs之内把 I/O 线转换到强上拉，因此单线总线需要一个约 5KΩ的上拉电阻。
实际电路如下图所示：
（2）设计单片机程序，画出流程图
通过单线总线端口访问 DS1820 的协议如下：
• 初始化
• ROM 操作命令
• 存储器操作命令
• 执行/数据
程序组成：
主程序
子程序：
HELLO与OFF开关显示、DS18B20初始化、重写DB18B20、读温度、温度数值转换等。
主程序流程图：
HELLO与OFF开关显示流程图：
DS18B20初始化流程图：
重写DB18B20流程图：
读温度流程图：
温度数值转换流程图：
（3）编写程序
根据硬件电路编写程序，程序见实验结果部分的程序清单。
（4）仿真调试
在Keil编译环境下编译汇编程序，设置晶振12MHz，生成.Hex文件。打开用Proteus画好的原理图，双击单片机，设置震荡频率12MHz，与硬件电路相对应，浏览找到生成的该程序的.Hex文件作为其程序。设置完成，打开仿真按钮，进行仿真调试，打开闭合测温开关观察现象，调节DS18B20的温度调节部分调节温度，观察数码显示温度值。
