基于单片机的HC-SR04超声波倒车雷达，51单片机，仿真代码和原理图

上海交通大学本科毕业（论文）上海交通大学基于51单片机的超声波倒车雷达设计DesignofUltrasonicParkingSensorBasedon51SingleChipComputer学院：电子信息与电气工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：蒋宇智指导老师：年月日摘要倒车雷达又称为泊车辅助系统，是汽车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和启动车辆前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。超声波倒车雷达一般有超声波传感器、控制芯片和显示器组成。现在的市场上倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制芯片的控制下，由位于汽车车尾保险杠上的探头发出超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制芯片数据处理，判断出障碍物与车之间的距离，由显示器显示距离并发出警告提示音，从而使驾驶者倒车时做到心中有数。本文介绍一种基于STC89C51单片机的倒车雷达设计。整个系统由51单片机最小系统、LCD1602液晶、HC-SRO4超声波模块、DS18B20温度传感器、按键模块和蜂鸣器模块组成。超声波模块不断发送声波，实时回传测量信号给单片机，同时DS18B20模块也实时采集当前车内温度值，并兼顾超声波测距的温度补偿，用于提高测距精度。LCD液晶用于显示当前超声波测距值、温度值和设定的倒车预警值。当超声波测量距离小于预警值时，蜂鸣器鸣叫，发出提示音警告；反之，则蜂鸣器关闭。预警值可通过按键进行设定。关键词：倒车雷达超声波温度传感器STC89C51ABSTRACTThereversingradar,alsoknownastheparkingassistsystem,isacarsafetyassistdevicethatcannotifythedriverofobstaclesaroundthedriverbysoundoramoreintuitivedisplay,andrelievethetroublecausedbythedriver’sparkingandstartingthevehicle.Andtohelpthedrivertoeliminatethedefectsofblindspotsandblurredvision,andimprovesafety.Theultrasonicreversingradargenerallyconsistsofanultrasonicsensor,acontrolchipandadisplay.Mostofthereversingradarsonthemarketnowusetheprincipleofultrasonicdistancemeasurement.Whenreversing,thedriveractivatesthereversingradar.Underthecontrolofthecontrolchip,theprobeontherearbumperofthecaremitsultrasonicwavesandencountersobstacles.Wavesignal:Afterthesensorreceivestheechosignal,itisprocessedbythecontrolchiptodeterminethedistancebetweentheobstacleandthecar.Thedistanceisdisplayedonthedisplayandawarningsoundisissued,sothatthedriverisawareofitwhenreversing.ThisarticleintroducesareversingradardesignbasedonSTC89C51microcontroller.Thewholesystemconsistsof51singlechipmicrocomputerminimumsystem,LCD1602liquidcrystal,HC-SRO4ultrasonicmodule,DS18B20temperaturesensor,buttonmoduleandbuzzermodule.Theultrasonicmodulecontinuouslysendssoundwavesandsendsbackmeasurementsignalstothesingle-chipmicrocomputerinrealtime.Atthesametime,theDS18B20modulealsocollectsthecurrenttemperatureinthevehicleinrealtime,andtakesintoaccountthetemperaturecompensationoftheultrasonicdistancemeasurementtoimprovetheaccuracyofthedistancemeasurement.LCDliquidcrystalisusedtodisplaythecurrentultrasonicdistancemeasurementvalue,temperaturevalueandsetreversewarningvalue.Whentheultrasonicmeasurementdistanceislessthanthepre-warningvalue,thebuzzerwillsoundandawarningtonewillbeissued;otherwise,thebuzzerwillbeturnedoff.Thewarningvaluecanbesetbypressingthebutton.Keywords:reversingradar,ultrasonictemperaturesensor,STC89C51目录第1章绪论-5-1.1课题背景与研究意义-5-1.2倒车雷达的发展过程及现状-5-第2章系统总体设计-8-第3章硬件设计-9-3.1STC89C51单片机-9-3.2超声波测距模块-13-3.2.1超声波测距原理-13-3.2.2超声波测距实现-15-3.2.3HC-SR04介绍-16-3.3温度传感器模块-17-3.3.1DS18B20简介-17-3.3.2DS18B20构造-19-3.3.3DS18B20电路-22-3.4LCD1602显示模块-23-3.5按键模块-25-3.6声音报警模块-25-3.7本章小结-26-第4章软件设计-27-4.1软件概述-27-4.2主程序设计-28-4.3超声波测距程序设计-28-4.4温度采集程序设计-28-4.4.1初始化-29-4.4.2ROM操作命令-29-4.4.3数据处理-30-4.4.4程序流程图-31-4.5LCD1602程序设计-33-4.6本章小结-33-第5章Proteus仿真验证-34-总结-36-致谢-37-参考文献-38-附录1：仿真电路图-39-附录2：原理图-39-附录3：C程序-40-绪论近年来，随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高，我国的汽车数量正逐年增加，我国开始进入私家车时代，汽车的数量逐渐增加，造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤，在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。基于此，本文所设计的倒车雷达系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物的距离而设计开发的。该系统将微型计算机技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可检测汽车倒车，其障碍物与汽车的距离，并根据障碍物与车尾的距离远近实时发出报警。课题背景与研究意义我国开始进入私家车时代，汽车的数量逐渐增加，造成公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤，在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。基于此，本文所设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物的距离而设计开发的。该系统将微型计算机技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可检测汽车倒车，其障碍物与汽车的距离，并根据障碍物与车尾的距离远近实时发出报警。倒车雷达的发展过程及现状自从1886年2月9日卡尔•本茨发明了人类第一辆汽车，至今世界汽车工业经过了近127年的发展，当代汽车已经非常成熟和普遍了。汽车已经渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中，成为人类生存必不可少的、最主要的交通工具，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。当今，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分，近年来，我国的汽车数量正逐年增加。在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。它给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题。如越来越多的汽车使道路上有效的使用空间越来越小，新手也越来越多，由此引起的刮伤事件也越来越多，由此引起的纠纷也在不断地增加。原来不是问题的倒车也逐渐变成了问题。尽管每辆车都有后视镜，但不可避免地都存在一个后视盲区，倒车雷达则可以在一定程度上帮助驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性，减少刮、擦事件。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来的许多麻烦，例如撞上别人的车、消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员后顾之忧，大大降低了倒车事故的发生。倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员驾驶车辆周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了使用死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。倒车雷达的发明是迫在眉睫的，是必不可少的设备。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发生超声波，然后通过反射回来的超声波判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。通常的倒车雷达主要由感应器（探头）、主机、显示设备等三部分组成。感应器发出和接受超声波信号，并将接受到的信号传输到主机，再通过显示设备显示出来。感应器装在后保险杠上，以角45度辐射，检测目标，能探索到那些低于保险杠而驾驶员从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛、蹲在车后玩耍的儿童等；显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车距后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示驾驶员停车。根据感应器种类不同，倒车雷达可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式。粘贴式感应器后有1层胶，可直接粘在后保险杠上；钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去；悬挂式感应器主要用于载货车。根据显示设备种类不同，倒车雷达又可分为数字式、颜色式和蜂鸣式。数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接有数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到1厘米，让驾驶员一目了然。倒车防撞雷达发展到现在已经历经5代。第一代的倒车雷达系统是轰鸣器。倒车时，如果车后1.5米-1.8米处有障碍物，轰鸣器就会开始工作，轰鸣越急，表示车辆离障碍物越近。没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。第二代倒车雷达可以显示车后障碍物离车的距离。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜色来区别：绿色代表安全距离，表示障碍物离车体距离有0.8米以上；黄色代表警告距离，表示离障碍物的距离只有0.6米-0.8米；红色代表危险距离，表示离障碍物只有不到0.6米的距离，必须停止倒车。第三代用液晶荧屏显示，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围的障碍物的距离。该雷达动态显示，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。第四代魔幻镜倒车雷达，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2米内的障碍物，并用不同的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达把后视镜倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多功能整合在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车雷达系统。其外型就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内倒视镜的位置。第五代倒车雷达是专门为高档轿车生产的，它的整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看DVD影像。因为是新品，售价也较高。倒车雷达的发展实际上已经融入了整车的设计，随着技术的成熟，价格的降低，倒车雷达将会逐渐普及成为配置。系统总体设计本课题以STC89C51单片机为核心设计一种超声波倒车雷达系统，同时兼顾车内温度测量。系统由STC89C51控制器、HC-SR04超声波模块、DS18B20温度测量模块、声音报警电路和LCD1602显示电路组成。汽车行进时，LCD显示车内温度以及设定的倒车预警值；倒车时，启动超声波测距，回传的声波数据经STC89C51单片机处理后显示到LCD上，如果距离小于设定值，报警电路发出鸣叫声，提醒司机注意车距。同时，DS18B20采集到的温度值也用于超声波测距的温度补偿，来提供测距的精度。超声波倒车雷达系统框图如下图2.1所示。图2.1超声波倒车雷达系统框图硬件设计3.1STC89C51单片机STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外STC89X51可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。图3-1STC89C51单片机引脚图单片机是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。片内含有Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、PWM等模块。（一）STC89C51主要功能、性能参数如下：（1）内置标准51内核，机器周期：增强型为6时钟，普通型为12时钟;（2）工作频率范围：0~40MHZ，相当于普通8051的0~80MHZ;（3）STC89C51对应Flash空间：4KB;（4）内部存储器（RAM)：512B;（5）定时器\计数器：3个16位；（6）通用异步通信口（UART）1个；（7）中断源:8个；（8）有ISP(在系统可编程）\IAP(在应用可编程),无需专用编程器\仿真器；（9）通用I\O口：32\36个；（10）工作电压：3.8~5.5V；（11）外形封装：40脚PDIP、44脚PLCC和PQFP等。（二）STC89C51单片机的引脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。（三）STC89C51单片机最小系统：最小系统包括单片机及其所需的必要的电源、时钟、复位等部件，能使单片机始终处于正常的运行状态。电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，可以将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行存储器扩展、A/D扩展等，使单片机完成较复杂的功能。STC89C51是片内有ROM/EPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单且可靠。用STC89C51单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，结构如图3-2所示，由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。图3-2单片机最小系统原理框图(1)时钟电路STC89C51单片机的时钟信号通常有两种方式产生：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式如图3-3所示。在STC89C51单片机内部有一振荡电路，只要在单片机的XTAL1(18)和XTAL2(19)引脚外接石英晶体(简称晶振)，就构成了自激振荡器并在单片机内部产生时钟脉冲信号。图中电容C6和C7的作用是稳定频率和快速起振，电容值在5~30pF，典型值为30pF。晶振Y1的振荡频率范围在1.2~12MHz间选择，典型值为12MHz和6MHz。图3-3STC89C51内部时钟电路(2)复位电路当在STC89C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作(若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态)。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充放电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST端与电源Vcc接通而实现的。按键手动复位电路见图3-4。电容C5取10uF,R5取10kΩ。图3-4STC89C51复位电路（3）STC89C51中断技术概述中断技术主要用于实时监测与控制，要求单片机能及时地响应中断请求源提出的服务请求，并作出快速响应、及时处理。这是由片内的中断系统来实现的。当中断请求源发出中断请求时，如果中断请求被允许，单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服务处理程序处理中断服务请求。中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序。图3-5STC89C51中断技术如果单片机没有中断系统，单片机的大量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发生的定时查询操作上。采用中断技术完全消除了单片机在查询方式中的等待现象，大大地提高了单片机的工作效率和实时性。3.2超声波测距模块3.2.1超声波测距原理单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射和接收回波的时间差t，然后求出距离。（1-1）式(1-1)中的c为超声波在空气中传播的速度。超声波测距的原理如图3-6所示(已略)。由于基于51单片机的超声波倒车雷达设计为作者蒋宇智的原创设计,现已省略以下几个内容:超声波测距原理介绍；超声波测距温度补偿算法介绍；声音报警模块蜂鸣器介绍部分；主程序设计流程图；超声波测距步骤及流程图；系统原理图已略去；删除部分C程序；模糊化仿真电路图；获取基于51单片机的超声波倒车雷达设计全套资料,包括完整版毕设论文、Proteus仿真、KeilC程序、原理图文件、Visio流程图等资料，请微信搜索关注公众号：交院小智。防失联，作者微博名:蒋宇智哟。扣扣号：（2327603104）；资源分享如下：3.2.2超声波测距实现大量实验发现频率为40KHZ左右的超声波在空气中传播的效率最佳，因此，为了方便处理，发射的超声波被调制成40KHZ左右、具有一定间隔的调制脉冲波信号，如图3-7所示。图3-7超声波通道工作时序图以上时序图表明单片机IO口只需要提供一个10uS以上脉冲触发信号，该模块内部将发出2个40kHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号，回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。需要说明的是，在使用上述方法时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距的实现过程如下图3-8所示。图3-8超声波测距实现过程3.2.3HC-SR04介绍HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可高达3mm，该模块集成了超声波发射器、接收器与控制电路。HC-SR04模块实物图如下图3-9所示。图3-9HC-SR04超声波模块图中可以看出，HC-SR04集成度高，单片机只需为其预留4个端口，连线简单，极大地节约了IO口资源。它的4个引脚分别为VCC、GND、TRIG和ECHO。其中，TRIG触发控制信号输入，ECHO用于回响信号输出。本设计中，TRIG引脚与STC89C51单片机的P2.5口相连，ECHO与P3.2口相连。HC-SR04电路如图3-10所示。图3-10HC-SR04连接图HC-SR04的电气参数见表2。表2HC-SR04电气参数信息电气参数HC-SR04超声波模块工作电压DC5V工作电流15mA工作频率40kHz最远射程4m最近射程2cm测量角度15°输入触发信号10uS的TTL脉冲输出回响信号输出TTL电平信号，与射程成比例规格尺寸45*20*15mm3.3温度传感器模块3.3.1DS18B20简介单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。其温度测量范围为-55～+125摄氏度，可编程为9位～12位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个传感器可以并联到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。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20的管脚排列、各种封装形式如图3-11所示。其中，DQ为数据输入/输出引脚，也可用作开漏单总线接口引脚，当被用在寄生电源工作方式下，可以向器件提供电源；GND为地信号；VDD为可选择的电源引脚，当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。图3-11各种封装的DS18B20传感器DS18B20的性能特点如下：（1）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条总线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；（2）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；（3）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；（4）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；（5）测温范围-55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；（6）零待机功耗；（7）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；（8）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；（9）用户可定义报警设置；（10）报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件；（11）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；（12）负电压特性，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；以上特点使DS18B20非常适用与多点、远距离温度检测系统。3.3.2DS18B20构造DS18B20内部结构框如图3-12所示，其主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器(内含便笺式RAM)，用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码(CRC)发生器等七部分。图3-12DS18B20内部结构图其中，64bit闪速ROM的结构如下图3-13所示：图3-1364bit闪存ROM开始的8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。主机操作ROM的命令有六种，如下所示。温度传感器DS18B20的内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EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图3-14所示。图3-14高速暂存RAM结构图其中，前2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。暂存存储器的第5个字节是配置寄存器，可以通过相应的写命令进行配置，其内容如下表所示：0MSBR1R211111LSB其中R0和R1是温度值分辨率位，可按表2进行配置。表2温度分辨率对应最大转换时间R1R0分辨率最大转换时间(ms)009位93.75ms(tconv/8)0110位183.50ms(tconv/4)1011位375ms(tconv/2)1112位750ms(tconv)当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2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，数据格式以0.0625℃/LSB形式表示。温度值格式如表3。表3温度值格式表低232221202-12-22-32-4高SSSSS262524这是12位转化后得到的12位数据，存储在DS18B20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。格式中，S表示位。对应的温度计算：当符号位S=0时，表示测得的温度植为正值，直接将二进制位转换为十进制；当S=1时，表示测得的温度植为负值，先将补码变换为原码，再计算十进制值。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。DS18B20温度传感器主要用于对温度进行测量，数据可用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，并以0.0625℃/LSB形式表示。表4是部分温度值对应的二进制温度表示数据。表4部分温度的二进制数表示温度数字输出（二进制）数字输出（16进制）+125℃000001111101000007D0H+85℃00000101010100000550H+25.0625℃00000001100100010191H+10.125℃000000001010001000A2H+0.5℃00000000000010000008H0℃00000000000000000000H-0.5℃1111111111111000FFF8H-10.125℃1111111101011110FFE5H-25.0625℃1111111001101111FF6FH-55℃1111110010010000FC90HDS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容作比较，若T>TH或T手册

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