独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；零待机功耗；温度以９或１２位数字；用户可定义报警设置；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；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。

64位ROM的结构开始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。

(3) DS18B20的寄存器说明

DS18B20温度传感器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EPRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图3所示。头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。该字节各位的定义如图3所示。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率[13]。

3.2.3 DS18B20传感器与单片机的连接

DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式。

DS1302与单片机的连接仅需3条线：时钟线SCLK、数据线IO和复位线RST。时钟线SCLK与P1.4相连，数据线IO与P1.3相连，复位线RST与P1.2相连。由于DS1302是靠细电流充电来实现串行输入输出的，因此，在SCLK、IO、RST线上要加上拉电阻，其中，它们的电流应该在500u－1mA之间，若电源为5V，则R约为5K，因此，电阻R=4.7K。

在单电源与电池供电系统中，Vcc1提供低电源并提供低功率的备用电源。Vcc2提供高电源作为芯片供电的主电源。因此，这里Vcc1用3V纽扣电池，Vcc2用5V的

VCCR75.6kQ590135105105105105108765P3.4P3.5P3.6P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3系统电源。 晶振为32.768KHz接入X1、X2引脚。DS1302测温电路如图3-2所示： DS2DS1820GNDDQVCC0832VCC123R234.7KP3.3 4 3 图3-2 DS18B20测温电路 3.3四位数码管显示电路的结构和工作原理

3.3.1 七段数码管简介

七段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。

数码管使用条件：段及小数点上加限流电阻，使用电压：段：根据发光颜色决定；小数点：根据发光颜色决定，使用电流：静态：总电流 80mA（每段 10mA）；动态：平均电流4-5mA，峰值电流100mA。

4位数码管引脚图数码管使用注意事项说明：数码管表面不要用手触摸，不要用手去弄引角；焊接温度：260度；焊接时间：5s；表面有保护膜的产品,可以在使用前撕下来[14]。

当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔画发光。控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符，尽管显示的字符形状有些失真，能显示的数符数量也有限，但其控制简单，使有也方便。发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管，阴极连在一起的称为共阴极数码管，如图3-3所示。共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）；共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点com，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点），图中的8个LED分

别与上面那个图中的A~DP各段相对应，通过控制各个LED的亮灭来显示数字

[15]

。

对于单个数码管来说，从它的正面看进去，左下角那个脚为1脚，以逆时针

方向依次为1~10脚，左上角那个脚便是10脚了，上面两个图中的数字分别与这10个管脚一一对应。注意，3脚和8脚是连通的，这两个都是公共脚。七段数码管结构图如图3-3所示。

b）

a） c）

图3-3 七段数码管结构图 a） 七段数码管字段和引脚分布 b） 共阴极 c） 共阳极

还有一种比较常用的是四位数码管，内部的4个数码管共用a~dp这8根数据线，为人们的使用提供了方便，因为里面有4个数码管，所以它有4个公共端，加上a~dp，共有12个引脚，下面便是一个共阴的四位数码管的内部结构图（共阳的与之相反）。引脚排列依然是从左下角的那个脚（1脚）开始，以逆时针方向依次为1~12脚。

3.3.2 七段数码管驱动方法

发光二极管（LED）是一种由磷化镓（GaP）等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有一一电流通过时，它就会发光。

七段数码管的显示方法可分为静态显示与动态显示，下面分别介绍。 (1) 静态显示

所谓静态显示，就是当显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地寻能可截止。这种显示方法为每一们都需要有一个8位输出口控制。对于51单片机，可以在并行口上扩展多片锁存74LS573作为静态显示器接口。

静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电注一定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，CPU才执行一次显示更新子程序，这样大大节省了CPU的时间，提高了CPU的工作效率；缺点是位数较多时，所需IO口太多，硬件开销太大，因此常采用另外一种显示方

式——动态显示。

(2) 动态显示

所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于显示器的每一位而言，每隔一段时间点亮一次。虽然在同一时刻只有一位显示器在工作（点亮），但利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄灭时的余辉效应，看到的却是多个字符“同时”显示。显示器亮度既与点亮时的导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参烽，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示器的位数不大于8位，则控制显示器公共极电位只需一个8位IO口（称为扫描口或字位口），控制各位LED显示器所显示的字形也需要一个8位口（称为数据口或字形口）[16]。

动态显示器的优点是节省硬件资源，成本较低，但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常显示，CPU必须每隔一段时间执行一次显示子程序，这占用了CPU的大量时间，降低了CPU工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。

综合以上考虑，由于温度显示为精确到小数点后两位，故只需4个数码管，又考虑到CPU工作效率与电源效率，本毕业设计采用静态显示。为共阳极显示。

3.3.3 硬件编码

74LS47是一款BCD码转换为7段输出的集成电路芯片，利用它可以直接驱动共阳极的七段数码管。它的引脚分布如图3-4所示。

图3-4 74LS47管脚图

3.3.4显示电路