(完整版)DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理：
DS18B20单线数字温度传感器是DALLAS半导体公司开发的适配微处理器的智能温度传感器。它具有3脚TO-92小体积封装形式。温度测量范围为-55℃--+125℃，可进行9-12位的编程，分辨率可达0.0625。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。工作电压支持3V-5.5V，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少。DS18B20采用3脚TO-92封装，引脚排列如图：
DQ：数字信号端；GND：电源地；VDD：电源输入端
DS18B20的内部框图如图：
主要由寄生电源、64位激光ROM与单线接口、温度传感器、高速暂存器、触发寄存器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器组成。
测温电路原理：
低温度系数振荡器用于产生稳定的频率f，振荡频率受温度的影响很小，高温度系数振荡器将被测温度转化成频率信号，随温度变化其振荡频率明显改变。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定。每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别
置入减法计数器、温度寄存器中。在计数门关闭之前若计数器已减至零，温度寄存器中的数值就增加0.5℃。然后，计数器依斜率累加器的状态置入新的数值，再对时钟计数，然后减至零，温度寄存器值又增加0.5℃。只要计数门仍未关闭，就重复上诉过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。
温度传感器的应用背景：
当今社会已经完全进入了电子信息化，温度控制器在各行各业中已经得到了充分的利用。具有对温度进行实时监控的功能，保证机器，测量仪器等等的正常运坐，他最大的特点是能实时监控周围温度的高低，并能同时控制电机运作来改变温度。现阶段运用于国内大部分家庭，系统效率越来越高，成本也越来越低。并可以根据其性质进行相应的改进运用于不同场合进行温度监测控制，比如仓库里、汽车里、电脑等等，带来大量的经济效益。可广泛应用于城市、农村、各种工业生产，在一定情况下也可以用于太阳能、锅炉及对温度敏感的产业的自动控制和温度报警，是实现无人值守的理想产品，市场极为广阔，需求量大。并且使用寿命长，适用范围广，安装及其容易。
智能风扇的应用：
传统的风扇大部分只有手动调速，再加一个定时器，功能单一。往往也存在一些隐患，如人们常常离开后忘记关闭风扇，浪费电且容易引发火灾，长时间工作还容易损坏电器。在如前半夜温度高，电风扇调的风速较高，但到了后半夜，温度下降，风速不会随气温变化，容易着凉，智能风扇的出现就能对环境进行检测，能随温度的变化而改变风速。
温度传感器的选择方案：
方案1：热敏电阻。
采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度的测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性比较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。而且在温度测量系统中，是采用单片温度传感器，比如AD590,LM35等，但这些芯片输出的都是模拟信号，必须经过A/D转化后才能送给计算机，这样就使得测温装置的结构较复杂，另外，这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器，不能进行多点测量，即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上增加了软件实现的难度
方案2：DS18B20
DS18B20温度传感器是以9位数字量的形式反映器件的温度值，DS18B20通过一个单线接口发送或接受信息，因此在中央微处理器和DS18B20之间仅需一条连线（加上地线），用于读写和温度转化的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。它可以直接将模拟信号转化为数字信号，降低了电路的复杂程度，提高电路的运行质量。
综上，选择了方案2进行温度测量。
DS18B20的一般操作过程：
1：初始化
2：跳过ROM（命令CCH）
3：温度变换（命令44H）
4：读暂存存储器；
（每次读取温度都要经过上面4个过程）
(完整版)DS18B20的工作原理
DS18B20的工作原理： DS18B20单线数字温度传感器是DALLAS半导体公司开发的适配微处理器的智能温度传感器。它具有3脚TO-92小体积封装形式。温度测量范围为-55℃--+125℃，可进行9-12位的编程，分辨率可达0.0625。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。工作电压支持3V-5.5V，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少。DS18B20采用3脚TO-92封装，引脚排列如图： DQ：数字信号端；GND：电源地；VDD：电源输入端 DS18B20的内部框图如图： 主要由寄生电源、64位激光ROM与单线接口、温度传感器、高速暂存器、触发寄存器、存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码发生器组成。 测温电路原理： 低温度系数振荡器用于产生稳定的频率f，振荡频率受温度的影响很小，高温度系数振荡器将被测温度转化成频率信号，随温度变化其振荡频率明显改变。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定。每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别
置入减法计数器、温度寄存器中。在计数门关闭之前若计数器已减至零，温度寄存器中的数值就增加0.5℃。然后，计数器依斜率累加器的状态置入新的数值，再对时钟计数，然后减至零，温度寄存器值又增加0.5℃。只要计数门仍未关闭，就重复上诉过程，直至温度寄存器值达到被测温度值。 温度传感器的应用背景： 当今社会已经完全进入了电子信息化，温度控制器在各行各业中已经得到了充分的利用。具有对温度进行实时监控的功能，保证机器，测量仪器等等的正常运坐，他最大的特点是能实时监控周围温度的高低，并能同时控制电机运作来改变温度。现阶段运用于国内大部分家庭，系统效率越来越高，成本也越来越低。并可以根据其性质进行相应的改进运用于不同场合进行温度监测控制，比如仓库里、汽车里、电脑等等，带来大量的经济效益。可广泛应用于城市、农村、各种工业生产，在一定情况下也可以用于太阳能、锅炉及对温度敏感的产业的自动控制和温度报警，是实现无人值守的理想产品，市场极为广阔，需求量大。并且使用寿命长，适用范围广，安装及其容易。 智能风扇的应用： 传统的风扇大部分只有手动调速，再加一个定时器，功能单一。往往也存在一些隐患，如人们常常离开后忘记关闭风扇，浪费电且容易引发火灾，长时间工作还容易损坏电器。在如前半夜温度高，电风扇调的风速较高，但到了后半夜，温度下降，风速不会随气温变化，容易着凉，智能风扇的出现就能对环境进行检测，能随温度的变化而改变风速。 温度传感器的选择方案： 方案1：热敏电阻。 采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度的测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性比较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。而且在温度测量系统中，是采用单片温度传感器，比如AD590,LM35等，但这些芯片输出的都是模拟信号，必须经过A/D转化后才能送给计算机，这样就使得测温装置的结构较复杂，另外，这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器，不能进行多点测量，即使能实现，也要用到复杂的算法，一定程度上增加了软件实现的难度 方案2：DS18B20 DS18B20温度传感器是以9位数字量的形式反映器件的温度值，DS18B20通过一个单线接口发送或接受信息，因此在中央微处理器和DS18B20之间仅需一条连线（加上地线），用于读写和温度转化的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。它可以直接将模拟信号转化为数字信号，降低了电路的复杂程度，提高电路的运行质量。 综上，选择了方案2进行温度测量。 DS18B20的一般操作过程： 1：初始化 2：跳过ROM（命令CCH） 3：温度变换（命令44H）
DS18B20工作原理
DS18B20工作原理及时序 DS18B20原理与分析 DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1.DS18B20简介 （1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 （2）在使用中不需要任何外围元件。 （3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。 （4）测温范围：-55 ~+125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。 （5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 （6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。 （7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 （8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 DS18B20的测温原理 DS18B20的测温原理如图2所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小〔1〕，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温
单片机io口理解
【转】单片机IO口设置推挽和开漏的区别（转自网易博客冷水泡茶的日志）2010-09-28 13:43 单片机IO口设置推挽和开漏的区别 一般情况下我们在电路设计编程过程中设置单片机，大多是按照固有的模式去做的，做了几年这一行了，也没碰到过什么问题。昨天就遇到了这样一个问题，电路结构如图一，在这种情况下STC单片机与410单片机通讯是没问题的 但是与PC就无法通讯了，STC收不到PC的命令，以前410的位置是用的STC的片子一直没问题，我想也许是驱动能力不够，在410TX端加了上拉，不过没起作用。 用示波器监视串口得到面的波形 这说明sp3232下拉得不够，于是加了下拉，还是没起作用。又把410端口内部的上拉去掉，结果还是一样。 最后请教老师，在410程序里将TX的工作方式由推挽式改为开漏式，一切ok~！
从网上查了推挽和开漏的区别，放在这里免得以后再到处找了，给自己保存了 我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。 我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 再看图三。图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。 对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。 另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而上面说的OC或OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电
温度传感器工作原理
温度传感器工作原理 1.引脚★ ●GND接地。 ●DQ为数字信号输入\输出端。 ●VDD为外接电源输入端（在寄生电源接线方式时接地） 2.与单片机的连接方式★ 单线数字温度传感器DS18B20与单片机连接电路非常简单，引脚1接地（GND），引脚3（VCC）接电源+5V，引脚2（DQ）接单片机输入\输出一个端口，电压+5V和信号线（DQ）之间接有一个4.7k的电阻。 由于每片DS18B20含有唯一的串行数据口，所以在一条总线上可以挂接多个DS18B20芯片。 外部供电方式单点测温电路如图★ 外部供电方式多点测温电路如图★ 3.DS18B20的性能特点 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： ●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信。 ●多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现多点组网功能。 ●不需要外部器件。 ●在寄生电源方式下可由数据线供电，电压围为3.0~5.5V。 ●零待机功耗。
●温度以9~12位数字量读出 ●用户可定义的非易失性温度报警设置。 ●报警搜索命令识别并标识超过程序限定温度（温度报警条件）的器件。 ●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，只是不能正常工作。 4.部结构 .DS18B20采用3脚PR—35封装或8脚SOIC封装，其部结构框图★ 64位ＲＯＭ的位结构如图★◆。开始８位是产品类型的编号；接着是每个器件的唯一序号，共有４８位；最后８位是前面５６位的ＣＲＣ检验码，这也是多个DS18B20可以采用单线进行通信的原因。非易失性温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入用户报警上下限数据。 MSB LSB MSB LSB MSB LSB DS18B20温度传感器的部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PROM。 高速暂存RAM的结构为9字节的存储器，结构如图★。前2字节包含测得的温度信息。第3和4字节是TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5字节为配置寄存器，其容用于确定温度值的数字转换分辨率，DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转化为相应精度的数值。该字节各位的定义如图★，其中，低5位一直为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；R0和R1决定温度转化的精度位数，即用来设置分辨率，其定义方法见表★ 高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节是前面所有8
IO口工作原理
8051单片机I/O引脚工作原理 (2012-11-09 20:56:54) 转载▼ 标签： 杂谈 8051单片机I/O引脚工作原理 [转载] 一、P0端口的结构及工作原理 P0端口8位中的一位结构图见下图： 由上图可见，P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、一个与非门、一个与门及场效应管驱动电路构成。再看图的右边，标号为P0.X引脚的图标，也就是说P0.X引脚可以是P0.0到P0.7的任何一位，即在P0口有8个与上图相同的电路组成。 下面，我们先就组成P0口的每个单元部份跟大家介绍一下： 先看输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，在学数字电路时，我们已知道，三态门有三个状态，即在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态（或称为禁止状态），大家看上图，上面一个是读锁存器的缓冲器，也就是说，要读取D锁存器输出端Q的数据，那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端（上图中标号为‘读锁存器’端）有效。下面一个是读引脚的缓冲器，要读取P0.X引脚上的数据，也要使标号为‘读引脚’的这个三态缓
冲器的控制端有效，引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。 D锁存器：构成一个锁存器，通常要用一个时序电路，时序的单元电路在学数字电路时我们已知道，一个触发器可以保存一位的二进制数（即具有保持功能），在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。大家看上图中的D锁存器，D端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q非是反向输出端。 对于D触发器来讲，当D输入端有一个输入信号，如果这时控制端CP没有信号（也就是时序脉冲没有到来），这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了，这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。数据传送过来后，当CP时序控制端的时序信号消失了，这时，输出端还会保持着上次输入端D的数据（即把上次的数据锁存起来了）。如果下一个时序控制脉冲信号来了，这时D端的数据才再次传送到Q端，从而改变Q端的状态。 多路开关：在51单片机中，当内部的存储器够用（也就是不需要外扩展存储器时，这里讲的存储器包括数据存储器及程序存储器）时，P0口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031（内部没有ROM）的单片机或者编写的程序超过了单片机内部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0口就作为‘地址/数据’总线使用。那么这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为‘数据/地址’总线使用的选择开关了。大家看上图，当多路开关与下面接通时，P0口是作为普通的I/O口使用的，当多路开关是与上面接通时，P0口是作为‘地址/数据’总线使用的。 输出驱动部份：从上图中我们已看出，P0口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构，也就是说，这两个MOS管一次只能导通一个，当V1导通时，V2就截止，当V2导通时，V1截止。 与门、与非门：这两个单元电路的逻辑原理我们在第四课数字及常用逻辑电路时已做过介绍，不明白的同学请回到第四节去看看。 前面我们已将P0口的各单元部件进行了一个详细的讲解，下面我们就来研究一下P0口做为I/O口及地址/数据总线使用时的具体工作过程。 1、作为I/O端口使用时的工作原理 P0口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0（低电平），看上图中的线线部份，多路开关的控制信号同时与与门的一个输入端是相接的，我们知道与门的逻辑特点是“全1出1，有0出0”那么控制信号是0的话，这时与门输出的也是一个0（低电平），与让的输出是0，V1管就截止，在多路控制开关的控制信号是0（低电平）时，多路开关是与锁存器的Q非端相接的（即P0口作为I/O口线使用）。 P0口用作I/O口线，其由数据总线向引脚输出（即输出状态Output）的工作过程：当写锁存器信号CP 有效，数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端P0.X。前面我们已讲了，当多路开关的控制信号为低电平0时，与门输出为低电平，V1管是截止的，所以作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电
温度传感器DS18B20工作原理
温度传感器： DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。 2 DS18B20的内部结构 DS18B20内部结构如图1所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地，见图4）。 ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 图1 DS18B20的内部结构
图2DS18B20的管脚排列 DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。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。 温度值高字节 高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节的EEPROM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入。其中配置寄存器的格式如下： R1、R0决定温度转换的精度位数：R1R0=“00”，9位精度，最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”，10位精度，最大转换时间为187.5ms；R1R0=“10”，11位精度，最大转换时间为375ms；R1R0=“11”，12位精度，最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度。 高速暂存器是一个9字节的存储器。开始两个字节包含被测温度的数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1；第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。 3 DS18B20的工作时序 DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，如图3（a）（b）（c）所示。
单片机IO端口工作原理(P0端口,漏极开路,推挽,上拉电阻,准双向口)
单片机IO端口工作原理（P0端口,漏极开路,推挽,上拉电阻,准双向口） 一、P0端口的结构及工作原理 P0端口8位中的一位结构图见下图： 输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，三态门有三个状态，即在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态。图中有一个是读锁存器的缓冲器，也就是说，要读取D锁存器输出端Q的数据，那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端（上图中标号为‘读锁存器’端）有效。图中另一个是读引脚的缓冲器，要读取P0.X引脚上的数据，也要使标号为‘读引脚’的这个三态缓冲器的控制端有效，引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。 D锁存器：一个触发器可以保存一位的二进制数（即具有保持功能），在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。图中的锁存器，D 端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q 非是反向输出端。 对于D触发器来讲，当D输入端有一个输入信号，如果这时控制端CP没有信号（也就是时序脉冲没有到来），这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了，这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。数据传送过来后，当CP时序控制端的时序信号消失了，这时，输出端还会保持着上次输入端D的数据（即把上次的数据锁存起来了）。如果下一个时序控制脉冲信号来了，这时D端的数据才再次传送到Q端，从而改变Q端的状态。
多路开关：在51单片机中，当内部的存储器够用（也就是不需要外扩展存储器时，这里讲的存储器包括数据存储器及程序存储器）时，P0口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031（内部没有ROM）的单片机或者编写的程序超过了单片机内部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0口就作为‘地址/数据’总线使用。那么这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为‘数据/地址’总线使用的选择开关了。大家看上图，当多路开关与下面接通时，P0口是作为普通的I/O口使用的，当多路开关是与上面接通时，P0口是作为‘地址/数据’总线使用的。 输出驱动部份：从上图中我们已看出，P0口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构，也就是说，这两个MOS管一次只能导通一个，当V1导通时，V2就截止，当V2导通时，V1截止。 还有与门、与非门。 1、作为I/O端口使用时的工作原理 P0口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0（低电平），图中与门输出的也是一个0（低电平），V1管就截止，且多路开关是与锁存器的Q非端相接的（即P0口作为I/O口线使用）。 P0口用作I/O口线，其由数据总线向引脚输出（即输出状态）的工作过程：当写锁存器信号CP有效，数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端P0.X。由于当多路开关的控制信号为低电平0时，与门输出为低电平，V1管是截止的，所以作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电流负载时，需要外接上拉电阻。 下图就是由内部数据总线向P0口输出数据的流程图（红色箭头）。
温度传感器DS18B20工作原理
温度传感器:?DS１8B２０就是DAＬLAＳ公司生产得一线式数字温度传感器，具有３引脚ＴO－９2小体积封装形式；温度测量范围为—55℃～+1２5℃，可编程为9位～1２位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展得16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生；多个ＤＳ18B２0可以并联到3根或2根线上，CPＵ只需一根端口线就能与诸多DＳ18B20通信,占用微处理器得端口较少,可节省大量得引线与逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多 点温度检测系统。 2DS１8B２0得内部结构??DS18B2０内部结构如图1所示,主要由4部分组成:64位ROＭ、温度传感器、非挥发得温度报警触发器TH与TL、配置寄存器。DＳ18B20得管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GNＤ为电源地;VＤD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地，见图4)。?ROM中得6４位序列号就是出厂前被光刻好得，它可以瞧作就是该DＳ18B２0得地址序列码，每个DＳ1８B２０得64位序列号均不相同.64位ＲＯＭ得排得循环冗余校验码(CRC=X8+Ｘ5+X4+1）。ROＭ得作用就是使每一个DS18B２０都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个ＤS1８Ｂ2０得目得。 ?图１DＳ18B20得内部结构 图2DS18B２0得管脚排列 DS18B20中得温度传感器完成对温度得测量,用16位符号扩展得二进制补码读数形式提供，以0。062５℃/ＬSＢ形式表达,其中S为符号位。例如+125℃得数字输出为07D0Ｈ，+2５。06２5℃得数字输出为0１９1H，-25.06２5℃得数字输出为FF６ＦH，－55℃得数字输出为FC90H。?温度值高字节? 高低温报警触发器TＨ与ＴL、配置寄存器均由一个字节得EEPRＯM组成，使用一个存储器功能命令可对TH、ＴL或配置寄存器写入。其中配置寄存器得格式如下：?Ｒ1、R0决定温度转换得精度位数:R1R0=“０
关于51单片机IO引脚驱动能力
单片机的引脚，可以用程序来控制，输出高、低电平，这些可算是单片机的输出电压。 但是，程序控制不了单片机的输出电流。单片机的输出电流，很大程度上是取决于引脚上的外接器件。 单片机输出低电平时，将允许外部器件，向单片机引脚内灌入电流，这个电流，称为“灌电流”，外部电路称为“灌电流负载”； 单片机输出高电平时，则允许外部器件，从单片机的引脚，拉出电流，这个电流，称为“拉电流”，外部电路称为“拉电流负载”。 这些电流一般是多少？最大限度是多少？这就是常见的单片机输出驱动能力的问题。 早期的51系列单片机的带负载能力，是很小的，仅仅用“能带动多少个TTL输入端”来说明的。 P1、P2和P3口，每个引脚可以都带动3个TTL输入端，只有P0口的能力强，它可以带动8个！ 分析一下TTL的输入特性，就可以发现，51单片机基本上就没有什么驱动能力。TTL输入基极的电流很小（一般为微安级的10uA-100uA）。 它的引脚，甚至不能带动当时的LED进行正常发光。（其工作电流一般为几个毫安到十几个毫安）。 记得是在AT89C51单片机流行起来之后，做而论道才发现：单片机引脚的能力大为增强，可以直接带动LED发光了。 看看下图，图中的D1、D2就可以不经其它驱动器件，直接由单片机的引脚控制发光显示。
虽然引脚已经可以直接驱动LED发光，但是且慢，先别太高兴，还是看看AT89C51单片机引脚的输出能力吧。 从AT89C51单片机的PDF手册文件中可以看到，稳态输出时，“灌电流”的上限为： Maximum IOL per port pin:10mA; Maximum IOL per8-bit port:Port0:26mA,Ports1,2,3:15mA; Maximum total I for all output pins:71mA. 这里是说： 每个单个的引脚，输出低电平的时候，允许外部电路，向引脚灌入的最大电流为10mA； 每个8位的接口（P1、P2以及P3），允许向引脚灌入的总电流最大为15mA，而P0的能力强一些，允许向引脚灌入的最大总电流为26mA； 全部的四个接口所允许的灌电流之和，最大为71mA。 而当这些引脚“输出高电平”的时候，单片机的“拉电流”能力呢？可以说是太差
DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图
DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图 时间：2012-02-16 14:16:04 来源：赛微电子网作者： 前言 温度与工农业生产密切相关，对温度的测量和控制是提高生产效率、保证产品质量以及保障生产安全和节约能源的保障。随着工业的不断发展，由于温度测量的普遍性，温度传感器的市场份额大大增加，居传感器首位。数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现在，新一代的DS18B20温度传感器体积更小、更经济、更灵活。DS18B20温度传感器测量温度范围为-55℃～+125℃。在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。基于DS18B20温度传感器的重要性，小编整理出DS18B20温度传感器工作原理及其应用电路图供大家参考。 一、DS18B20温度传感器工作原理（热电阻工作原理） DS18B20温度传感器工作原理框图如图所示： DS18B20温度传感器工作原理框图 图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。 二、DS18B20温度传感器的应用电路 1.DS18B20温度传感器寄生电源供电方式电路图 寄生电源方式特点： (1)进行远距离测温时，无须本地电源。 (2)可以在没有常规电源的条件下读取ROM。 (3)电路更加简洁，仅用一根I/O口实现测温。 (4)只适应于单一温度传感器测温情况下使用，不适于采用电池供电系统中。
单片机IO口结构与工作原理
一、P0端口的结构及工作原理 P0端口8位中的一位结构图见下图： 由上图可见，P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、一个与非门、一个与门及场效应管驱动电路构成。 下面，先分析组成P0口的各个部分： 先看输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态（或称为禁止状态），上面一个是读锁存器的缓冲器，下面一个是读引脚的缓冲器，读取P0.X引脚上的数据，要使这个三态缓冲器有效，引脚上的数据才会传输到部数据总线上。 D锁存器：在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。D端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q非是反向输出端。 多路开关：在51单片机中，不需要外扩展存储器时，P0口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031（部没有ROM）的单片机或者编写的程序超过了单片机部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0口就作为‘地址/数据’总线使用。这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为‘数据/地址’总线使用的选择开关了。当多路开关与下面接通时，P0口是作为普通的I/O口使用的，当多路开关是与上面接通时，P0口是作为‘地址/数据’总线使用的。 输出驱动部份：P0口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构，也就是说，这两个MOS管一次只能导通一个，当V1导通时，V2就截止，当V2导通时，V1截止。
P0口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0（低电平），V1管截止，多路开关是与锁存器的Q非端相接的（即P0口作为I/O口线使用）。作为地址/数据线使用时，多路开关的控制信号为1，V1管由地址/数据线决定，多路开关与地址/数据线连接。 输出过程： 1、I/O输出工作过程：当写锁存器信号CP有效，数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端P0.X。这时多路开关的控制信号为低电平0，V1管是截止的，所以作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电流负载时，需要外接上拉电阻。 下图就是由部数据总线向P0口输出数据的流程图（红色箭头）。 2、地址输出过程 控制信号为1，地址信号为“0”时，与门输出低电平，V1管截止；反相器输出高电平，V2管导通，输出引脚的地址信号为低电平。
单片机IO口结构及工作原理
、Po端口的结构及工作原理 Po端口8位中的一位结构图见下图: 地址∕ttiκ I i O i XWwfr?? 内部总线 i?引脚 PO 口工作康理图 由上图可见，P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、一个与非门、一个与门及场效应管驱动电路构成下面，先分析组成P0 口的各个部分： 先看输入缓冲器：在P0 口中，有两个三态的缓冲器，在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态（或称为禁止状态），上面一个是读锁存器的缓冲器，下面一个是读引脚的缓冲器，读取P0.X引脚上的数据，要使这 个三态缓冲器有效，引脚上的数据才会传输到内部数据总线上。 D锁存器：在51单片机的32根I/O 口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。D 端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q非是反向输出端。 多路开关：在51单片机中，不需要外扩展存储器时，P0 口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031 （内部没有ROM ）的单片机或者编写的程序超过了单片机内部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0 口就作为,地址/数据? 总线使用。这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O 口使用还是作为，数据/地址?总线使用的选择开关了。当多路开关与下面接通时，P0 口是作为普通的I/O 口使用的，当多路开关是与上面接通时，P0 口是作为,地址/数据？总线使用的。 输出驱动部份：P0 口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构，也就是说，这两个MOS管一次只能导通一个，当V1导通时，V2就截止，当V2导通时，V1截止。
Po 口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0 （低电平）,V1管截止, 多路开关是与锁存器的Q非端相接的（即P0 口作为I/O 口线使用）。作为地址/数据线使用时，多路开关的控制信号为1，V1管由地址/数据线决定，多路开关与地址/数据线连接。 输出过程： 1、I/O输出工作过程：当写锁存器信号CP有效，数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端 P0.X。这时多路开关的控制信号为低电平0, V1管是截止的，所以作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电流负载时，需要外接上拉电阻。下图就是由内部数据总线向P0 口输出数据的流程图（红色箭头）。 地址/数抵 控制信号（0. 1） PO. XWftKra 内部总线 ht t p://WWW Z Po口由内部致据忌址向31 Wtt出时的5t?≡ 2、地址输出过程 控制信号为1 ,地址信号为“（时，与门输出低电平，V1管截止；反相器输出高电平，V2管导通，输出引脚的地址信号为低电平。
DS18B20中文资料
第一部分：DS18B20的封装和管脚定义 首先，我们来认识一下DS18B20这款芯片的外观和针脚定义，DS18B20芯片的常见封装为TO-92，也就是普通直插三极管的样子，当然也可以找到以SO（DS18B20Z）和μSOP（DS18B20U）形式封装的产品，下面为DS18B20各种封装的图示及引脚图。 了解了这些该芯片的封装形式，下面就要说到各个管脚的定义了，如下表即
为该芯片的管脚定义： 上面的表中提到了一个“奇怪”的词——“寄生电源”，那我有必要说明一下了，DS18B20芯片可以工作在“寄生电源模式”下，该模式允许DS18B20工作在无外部电源状态，当总线为高电平时，寄生电源由单总线通过VDD 引脚，此时DS18B20可以从总线“窃取”能量，并将“偷来”的能量储存到寄生电源储能电容（Cpp）中，当总线为低电平时释放能量供给器件工作使用。所以，当DS18B20工作在寄生电源模式时，VDD引脚必须接地。 第二部分：DS18B20的多种电路连接方式 如下面的两张图片所示，分别为外部供电模式下单只和多只DS18B20测温系统的典型电路连接图。 （1）外部供电模式下的单只DS18B20芯片的连接图
（2）外部供电模式下的多只DS18B20芯片的连接图 这里需要说明的是，DS18B20芯片通过达拉斯公司的单总线协议依靠一个单线端口通讯，当全部器件经由一个三态端口或者漏极开路端口与总线连接时，控制线需要连接一个弱上拉电阻。在多只DS18B20连接时，每个DS18B20都拥有一个全球唯一的64位序列号，在这个总线系统中，微处理器依靠每个器件独有的64位片序列号辨认总线上的器件和记录总线上的器件地址，从而允许多只DS18B20同时连接在一条单线总线上，因此，可以很轻松地利用一个微处理器去控制很多分布在不同区域的DS18B20，这一特性在环境控制、探测建
IO结构和工作原理
单片机IO口结构及上拉电阻 MCS-51有4组8位I/O口：P0、P1、P2和P3口，P1、P2和P3为准双向口，P0口则为双向三态输入输出口，下面我们分别介绍这几个口线。 一、P0口和P2口 图1和图2为P0口和P2口其中一位的电路图。由图可见，电路中包含一个数据输出锁存器（D触发器）和两个三态数据输入缓冲器，另外还有一个数据输出的驱动（T1和T2）和控制电路。这两组口线用来作为CPU与外部数据存储器、外部程序存储器和I/O扩展口，而不能象P1、P3直接用作输出口。它们一起可以作为外部地址总线，P0口身兼两职，既可作为地址总线，也可作为数据总线。 图1 单片机P0口内部一位结构图 图2 单片机P0口内部一位结构图 P1口作为外部数据存储器或程序存储器的地址总线的高8位输出口 AB8-AB15，P0口由ALE选通作为地址总线的低8位输出口AB0-AB7。外部的程序
存储器由PSEN信号选通，数据存储器则由WR和RD读写信号选通，因为2^16=64k，所以MCS-51最大可外接64kB的程序存储器和数据存储器。 二、P1口 图3为P2口其中一位的电路图，P1口为8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口，当作为输出口时，1写入锁存器，Q(非)=0，T2截止，内上拉电阻将电位拉至"1"，此时该口输出为1，当0写入锁存器，Q(非)=1,T2导通，输出则为0。 图3 单片机P2口内部一位结构图 作为输入口时，锁存器置1，Q(非)=0，T2截止，此时该位既可以把外部电路拉成低电平，也可由内部上拉电阻拉成高电平，正因为这个原因，所以P1口常称为准双向口。 需要说明的是，作为输入口使用时，有两种情况: 1.首先是读锁存器的内容，进行处理后再写到锁存器中，这种操作即读—修改—写操作，象JBC(逻辑判断)、CPL(取反)、INC(递增)、DEC(递减)、ANL(与逻辑)和ORL(逻辑或)指令均属于这类操作。 2.读P1口线状态时，打开三态门G2,将外部状态读入CPU。 三、P3口 P3口的电路如图4所示，P3口为准双向口，为适应引脚的第二功能的需要，增加了第二功能控制逻辑，在真正的应用电路中，第二功能显得更为重要。由于第二功能信号有输入输出两种情况，我们分别加以说明。
DS18B20原理及程序编写
DS18B20原理及程序编写（一） 概述 DS18B20为单总线12位（二进制）温度读数。内部有64位唯一的ID编码。工作电压从3.0～5.5V。测量温度范围从-55℃～125℃。最高±0.0625℃分辩率。 其内部结构如下图所示。 DS18B20的核心功能是直接数字温度传感器。温度传感器可以配置成9、10、11和12位方式。相应的精度分别为：0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。默认的分辨率为12位。DS18B20在空闲低功耗状态下加电（寄生电源工作方式）。主机必须发出Convert T [44h]命令使其对测量温度进行A-D转换。接下来进行采集转换，结果存于两字节高速温度寄存器并返回到空闲低功耗状态。如果DS18B20在外部VDD供电方式下，单片机可以在发出Convert T 命令并总线为1时（总线为0表示正在转换）发出“read time slots”命令。 DS18B20芯片内部共有8字节的寄存器，其中地址编号0,1为温度寄存器，里面存储着DS18B20温度转换后的AD值，其格式如表1所示。地址编号2,3为温度报警寄存器，里面为报警设定值，地址编号4为配置寄存器（这三个寄存器在读取之前请使用“重新调入EEPROM”命令将存储在EEPROM里的内容调出，同样，在向温度报警寄存器里写入内容后，也要使用“复制到存储器”命令48H将温度报警寄存器内的内容存入EEPROM当中，以免掉电丢失数据）。 DS18B20内部寄存器映射如下图所示。配置寄存器的格式如表2和表3所示。 DS18B20内部寄存器映射
表1 温度寄存器的格式 表2 配置寄存器的格式 表3 温度分辨率配置 DS18B20使用单总线工作方式，其通信协议以电平的高平时间作为依据，其基本时序有复位时序，写时序、读时序。
DS18B20详细引脚功能描述
DS18B20详细引脚功能描述 （2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯 （3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温 （4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内 （5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ （6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温 （7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms 内把温度值转换为数字，速度更快 （8）测量结果直接输出 数字温度信号，以“一线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 （9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 DS18B20 测温原理 DS18B20 测量温度时使用特有的温度测量技术。其内部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号f0，高温度系数振荡器则将被测温度转换成频率信号f。当计数门打开时，DS18B20 对f0 计数，计数门开通时间由高温度系数振荡器决定。芯片内部还有斜率累加器，可对频率的非线性予以被偿。测量结果存入温度寄存器中。一般情况下的温度值应为9 位（符号点1位），但因符号位扩展成高8 位，故以16 位被码形式读出，表2 给出了温度和数字量的关系。
温度传感器选择DS18B20 优点 温度采集模块电路如下： 报警电路 : 报警模块由两个部分组成：蜂鸣器报警和LED 灯报警
单片机IO功能介绍
单片机IO端口工作原理 一、P0端口的结构及工作原理 P0端口8位中的一位结构图见下图： 输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，三态门有三个状态，即在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态。图中有一个是读锁存器的缓冲器，也就是说，要读取D锁存器输出端Q的数据，那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端（上图中标号为…读锁存器?端）有效。图中另一个是读引脚的缓冲器，要读取P0.X引脚上的数据，也要使标号为…读引脚?的这个三态缓冲器的控制端有效，引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。 D锁存器：一个触发器可以保存一位的二进制数（即具有保持功能），在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。图中的锁存器，D端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q非是反向输出端。 对于D触发器来讲，当D输入端有一个输入信号，如果这时控制端CP没有信号（也就是时序脉冲没有到来），这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了，这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。数据传送过来后，当CP时序控制端的时序信号消失了，这时，输出端还会保持着上次输入端D的数据（即把上次的数据锁存起来了）。如果下一个时序控制脉冲信号来了，这时D端的数据才再次传送到Q端，从而改变Q端的状态。 多路开关：在51单片机中，当内部的存储器够用（也就是不需要外扩展存储器时，这里讲的存储器包括数据存储器及程序存储器）时，P0口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031（内部没有ROM）的单片机或者编写的程序超过了单片机内部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0口就作为…地址/数据?总线使用。那么这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为…数据/地址?总线使用的选择开关了。大家看上图，当多路开关与下面接通时，P0口是作为普通的I/O口使用的，当多路开关是与上面接通时，P0口是作为…地址/数据?总线使用的。 输出驱动部份：从上图中我们已看出，P0口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构，也就是说，这两个MOS管一次只能导通一个，当V1导通时，V2就截止，当V2导通时，V1截止。