温度传感器DSl8B20在Proteus中的仿真(2)
复位脉冲和应答脉冲即为初始化过程,所有的通信都是以初始化开始的。首先主机要拉低总线至少480μs,接着释放总线并持续15~60μs,然后进入接收状态,检测总线DQ的电平。若DQ为低电平,则表示从机已就绪,可以发送ROM命令。由于C语言简洁紧凑、灵活方便且可
移植性好,因此本文程序采用C语言来完成。相应的初始化程序如下:
其中,变量dq用来判断DSl8B20是否有返回的存在脉冲,为O即有返回脉冲,表明复位成功,可跳出循环;DQ表示总线的电平,当总线为高电平时DQ为1,否则为0;DQ_IO用来表示DQ所连的单片机I/O口的状态,若该I/O口对单片机是作为输入使用则DQ_IO为1,作为输出使用则DQ_IO为O。
(2)写操作时序
无论是命令还是数据,所有的写操作都是以字节为单位的,全部以先低位、后高位的方式传输的。位写入过程是这样的:主机将总线拉低15μs,然后根据要发的那位数据的电平来决定接下来总线的电平。若数据待发位为低电平,则主机须将DQ置为低电平并保持1 5~45μs;若数据待发位为高电平,则主机需将DQ置为高电平且保持15~45μs。发送1位数据的时间(从总线拉低开始到发送结束)必须控制在60~20μ s。
位与位之间要有一个大于1μs的高电平时间间隙隔开。一个字节的数据写入结束后需要将总线释放,以确保之后操作的正确进行。
(3)读操作时序
所有数据的读取是以字节为单位,以先低位、后高位的方式进行传输的。位读取的过程如下:首先需要主机将总线拉低1~15μs,然后释放总线,对总线的电平进行判断。若总线为低电平,说明带读取数据位为0;若总线为高电平,则表明带读取数据位为1。读取1位数据的时间(从总线拉低开始到将总线置高准备下一位数据)必须大于60 μs。同样,位与位之间须有一个大于1 μs的高电平时间间隙隔开。一个字节的数据读取结束后需要将总线释放,以确保操作的正确进行。由于DSl8B20的温度采用9~12位的分辨率,因此一个温度数据需要读取2字节的温度数据。2字节的数据读取结束后将总线释放,以便接下来数据的正确传输。
2.2 读温度主要使用的命令
读温度主要使用的命令如表1所列。
3 测温的实现及在PrOteus中的仿真
3.1 测温的实现
整个读取温度步骤具体如下:
若还要读其他芯片的温度,则从②~⑤开始循环。其中,reset()为调用初始化子程序;send_com()为机向从机发送1字节的子程序;send_num()为主机向从机发送64位器件序列号的子程序;delay()为延时子程序;check()为主机判断所有从机的温度是否全部读取完毕的子程序。
3.2 Proteus仿真
在Proteus中使用多个DSl8B20时,必须改变器件的属性,使仿真中每个器件的序列号各不相同。具体作法是:右击DSl8B20,选中Edit Properties选项,在其中改变ROM Serial Numbet的值;还可改变Granularity的数值,即改变每次调整温度的额度。在Proteus中,可以人为改变3个字节的器件序列号。要想得到全部8个字节,一个简单的方法就是每一次总线上只连接一个器件,利用Ox33读器件序列号的命令在程序中得到完整的器件序列号。具体的程序如下所示:
其中,send_com()为主机向从机发送一个字节的子程序,read_dat()为主机读取从机一个字节的子程序。例如,将器件序列号改为B8C530,在MPLAB IDE中的Watch窗口中可直接观察到该器件的完整的器件序列号,如图3所示。
本系统中共使用12个DSl8B20,序列号为B8C530~B8C53B。通过上述的方法可得到所有器件的序列号,然后组成一个数组,在读取温度程序中就可直接使用。数组如下所示:
在MPLAB IDE中,使用Proteus VSM仿真模式。根据上述读取温度程序的过程,编写读取温度的程序,经编译、运行,即可得到仿真结果。
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