单线串行总线测量设备隔离传感接口介绍

单片机原理及应用第6章80C51单片机的串行口80C51单片机是一种基于哈佛架构的8位单片机，具有强大的串行口功能。

串行口是一种通信接口，可以通过单根线传输数据。

本章将介绍80C51单片机的串行口原理及其应用。

一、80C51单片机的串行口原理80C51单片机的串行口包含两个寄存器，分别是SBUF（串行缓冲器）和SCON（串行控制寄存器）。

SBUF寄存器用来存储待发送或接收到的数据，SCON寄存器用来配置和控制串行口的工作模式。

80C51单片机的串行口有两种工作模式：串行异步通信模式和串行同步通信模式。

1.串行异步通信模式串行异步通信是指通信双方的时钟频率不同步，通信的数据按照字符为单位进行传输，字符之间有起始位、数据位、校验位和停止位组成。

80C51单片机的串行口支持标准的RS-232通信协议和非标准通信协议。

在串行异步通信模式下，SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。

首先，需要选择串行口的工作模式。

80C51单片机支持第9位，即扩展模式，可以用来检测通信错误。

其次，需要设置波特率。

波特率是指数据每秒传输的位数，用波特率发生器（Baud Rate Generator，BRGR）来控制。

然后，需要设置起始位、数据位和停止位的配置，包括数据长度（5位、6位、7位或8位）、停止位的个数（1位或2位）。

在发送数据时，将待发送的数据通过MOV指令传送到SBUF寄存器，单片机会自动将数据发送出去。

在接收数据时，需要检测RI（接收中断）标志位，如果RI为1，表示接收到数据，可以通过MOV指令将接收到的数据读取到用户定义的变量中。

2.串行同步通信模式串行同步通信是指通信双方的时钟频率同步，在数据传输时需要时钟信号同步。

80C51单片机的串行同步通信支持SPI（串行外设接口）和I2C（串行总线接口）两种协议。

在串行同步通信模式下，SCON寄存器需要配置为相应的工作模式。

首先，需要选择串行口的工作模式。

80C51单片机支持主从模式，可以作为主设备发送数据，也可以作为从设备接收数据。

单总线它实现了在一条数据线上进行双向数据传输使系统布线更方便图８．６．２　程序８５１５ｄｅｆ．ｄａｔ定义度定义汉字的显示字符　Ｄｅｆｌｃｄｃｈａｒ　２　，　３１　，　４　，　３１　，　４　，　１２　，　１０　，　１８　，　１７ 天Ｐｏｒｔｃ．０接ＤＳ１８２０的数据线　Ｃｏｎｆｉｇ　Ｌｃｄｐｉｎ＝Ｐｉｎ，Ｄｂ４＝Ｐｏｒｔａ．４，Ｄｂ５＝Ｐｏｒｔａ．５，Ｄｂ６＝Ｐｏｒｔａ．６，Ｄｂ７＝Ｐｏｒｔａ．７，Ｅ＝Ｐｏｒｔａ．０，Ｒｓ＝Ｐｏｒｔａ．１　Ｃｏｎｆｉｇ　Ｌｃｄ　＝　１６　＊　２ 清ＬＣＤ显示第一行显示提示字符串　Ｌｏｃａｔｅ　２　，　１　：　Ｌｃｄ　Ｃｈｒ（１）　；　Ｃｈｒ（２） ２列显示汉字　Ｌｏｃａｔｅ　２　，　８　：　Ｌｃｄ　Ｃｈｒ（０）　；　＂Ｃ＂ Ｄｏ　 １ｗｗｒｉｔｅ　＆ＨＣＣ　：　１ｗｗｒｉｔｅ　＆Ｈ４４ 启动温度转换　 Ｗａｉｔｍｓ　２５５　 Ｗａｉｔｍｓ　２５５ ＤＳ１８２０初始化　 １ｗｗｒｉｔｅ　＆ＨＣＣ 跳过ＲＯＭ操作　 １ｗｗｒｉｔｅ　＆ＨＢＥ 读温度值　 Ｄａｔａ１（１）　＝　１ｗｒｅａｄ（９） 共９个字节　 １ｗｒｅｓｅｔ 无ＤＳ１８２０显示　 Ｅｌｓｅ　 Ｃｒｃ　＝　０　 Ｆｏｒ　Ｉ　＝　１　Ｔｏ　９ ＣＲＣ校验正确ＣＲＣ校验正确负温度显示号　 Ｅｌｓｅ　 Ｌｏｃａｔｅ　２　，　３　：　Ｌｃｄ　＂　＂ 以下显示温度ＣＲＣ校验错＊＊＊．＊ＣＲＣ计算用的表格　Ｄａｔａ　０　，　９４　，　１８８　，　２２６　，　９７　，　６３　，　２２１　，　１３１　，　１９４　，　１５６　Ｄａｔａ　１２６　，　３２　，　１６３　，　２５３　，　３１　，　６５　，　１５７　，　１９５　，　３３　，　１２７　Ｄａｔａ　２５２　，　１６２　，　６４　，　３０　，　９５　，　１　，　２２７　，　１８９　，　６２　，　９６　Ｄａｔａ　１３０　，　２２０　，　３５　，　１２５　，　１５９　，　１９３　，　６６　，　２８　，　２５４　，　１６０　是各种总线中使用信号线较少多主机时钟同步和仲裁等功能很强的总线许多接口芯片如ＬＣＤ驱动Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ都采用Ｉ２Ｃ接口而且大多数的ＩＣ卡的接口都采用Ｉ２Ｃ总线用ＡＶＲ系统构成简易ＩＣ卡读写器Ｉ２Ｃ串行总线使用两根信号线另一根是时钟线ＳＣＬ各设备的时钟线ＳＣＬ接到总线的ＳＣＬ关于Ｉ２Ｃ的详细内容请参考有关的书籍和资料因此需要用两根　Ｉ／Ｏ线来模拟实现Ｉ２Ｃ总线的功能实现Ｉ２Ｃ总线启始读ＢＡＳＣＯＭ－ＡＶＲ提供了专用的　Ｉ２Ｃ语句实验中采用的ＩＣ卡为ＡＴＭＥＬ公司的ＡＴ２４Ｃ０１Ａ／２／４／８／１６该类ＩＣ卡上的芯片就是采用Ｉ２Ｃ总线接口的串行ＣＭＯＳ　ＥＥＰＲＯＭＡＶＲ系列的单片微控制器内部还提供了一定容量的ＥＥＰＲＯＭ设定值或密码口令字等它不仅可使系统设计节省硬件（ＥＥＰＲＯＭ芯片）和连线提高了系统的可靠性和保密性使用了ＡＶＲ片内的ＥＥＰＲＯＭ来保存密码判别ＩＣ卡的非法性写用户使用ＰＣ的键盘输入８位自定密码将密码写入用户的ＩＣ卡中（也可同时写入ＡＶＲ的ＥＥＰＲＯＭ中作为系统密码）并同系统密码核对ＩＣ卡读写器采用ＬＣＤ液晶显示器　原理图Ｅｘｐ９．ｂａｓ　￥ｒｅｇｆｉｌｅ　＝　＂８５１５ｄｅｆ．ｄａｔ＂　￥ｃｒｙｓｔａｌ　＝　４００００００　￥ｂａｕｄ　＝　９６００　Ｄｉｍ　Ｉ　Ａｓ　Ｂｙｔｅ　，　Ｔｅｍｐ　Ａｓ　Ｂｙｔｅ　定义ＬＣＤ显示屏接口　Ｃｏｎｆｉｇ　Ｓｃｌ　＝　Ｐｏｒｔｄ．７ 定义Ｐｏｒｔｄ．６为Ｉ２Ｃ总线的Ｄｄａ　Ｃｏｎｓｔ　Ａｄｒｅｓｗ　＝　＆ＨＡ０ 定义ＩＣ卡的读地址指令字　Ｃｏｎｆｉｇ　Ｐｉｎｃ．０　＝　Ｉｎｐｕｔ　，　Ｐｉｎｃ．１　＝　Ｉｎｐｕｔ　，　Ｐｉｎｃ．２　＝　Ｉｎｐｕｔ　Ｐｏｒｔｃ．０　＝　１　：　Ｐｏｒｔｃ．１　＝　１　：　Ｐｏｒｔｃ．２　＝　１ 清ＬＣＤ显示　Ｄｏ　 Ｃｌｓ　 Ｌｏｃａｔｅ　１　，　１　：　Ｌｃｄ　＂Ｄｅｍｏ　ｆｏｒ　ＩＣ＿Ｃａｒｄ＂ 检测有无ＩＣ卡插入　 Ｌｏｃａｔｅ　２　，　１　：　Ｌｃｄ　＂Ｎｏ　ＩＣ＿Ｃａｒｄ ＂　有ＩＣ卡插入　 Ｉｆ　Ｐｉｎｃ．０　＝　０　Ｔｈｅｎ Ｃｌｓ　 Ｌｏｃａｔｅ　１　，　１　：　Ｌｃｄ　＂Ｅｎｔｅｒ　Ｐａｓｓｗｏｒｄ：　＂　要求输入密码字 Ｉ　＝　１　 Ｌｏｃａｔｅ　２　，　１　 Ｄｏ　 Ｔｅｍｐ　＝　Ｉｎｋｅｙ（） 的密码字符长度为８个　 Ｌｃｄ　Ｃｈｒ（ｔｅｍｐ） 将８个密码字写入ＩＣ卡中　 Ｉ２ｃｓｔａｒｔ 如果系统设置为修改系统密码时 Ｗｒｉｔｅｅｅｐｒｏｍ　Ｄａｔａ１（ｉ）　，　Ｉ 写入地址为１－８　 Ｅｎｄ　Ｉｆ　 Ｆｏｒ　Ｉ　＝　１　Ｔｏ　８ 判别写入密码同用户输入的密码 Ｉｆ　Ｄａｔａ１（ｉ）　＜＞　Ｄａｔａ２（ｉ）　Ｔｈｅｎ 相同不同等待用户抽出ＩＣ卡　 Ｅｌｓｅ 读ＩＣ卡上的密码字８个 Ｌｃｄ　Ｃｈｒ（ｄａｔａ１（ｉ）） 读系统密码字８个　 Ｎｅｘｔ　 Ｃａｒｄ＿ｏｋ　＝　０　 Ｆｏｒ　Ｉ　＝　１　Ｔｏ　８ 比较　 Ｃａｒｄ＿ｏｋ　＝　１　 Ｅｘｉｔ　Ｆｏｒ　 Ｅｎｄ　Ｉｆ　 Ｎｅｘｔ　 Ｌｏｃａｔｅ　２　，　１　 Ｉｆ　Ｃａｒｄ＿ｏｋ　＝　１　Ｔｈｅｎ　 Ｌｃｄ　＂Ｐａｓｓｗｏｒｄ　ｎｏｔ　ｏｋ！＂ 密码相符　 Ｅｎｄ　Ｉｆ　 Ｄｏ　 Ｌｏｏｐ　Ｕｎｔｉｌ　Ｐｉｎｃ．２　＝　１ 返回循环　Ｅｎｄ　。

1-wire温度传感器LTM8877接口1-wire的原理及工作过程：1-wire总线仅用一根数据线与外围设备进行信息的交互，工作电源完全从总线上获取，不需要单独的电源支持，允许直接插入热/有源设备；宽广的工作范围（2.8V~5.25V，-40~+85）；每个器件都有通过工厂光刻的64位ROM ID，是唯一的识别，它存储在只读的ROM中。

通过唯一的64位器件序列号和网络操作协议，1-wire存储器允许挂接在同一条1-wire总线上，并可独立工作，主控制器通过每个器件的唯一的ROM ID来识别与之通信的从设备。

ROM ID由8位校验码，48位序列号和8位家族码组成，家族码标示了此1-wire设备的类型，序列号标示此设备的ID，校验码用于保证通信的可靠性。

1-wire设备在工作时不能主动发送数据，只有在主控器对其进行命令指示时才会响应。

通常的1-wire设备都有两套命令，一套命令操作设备内部的ROM，包括读，匹配，搜索等命令，但不包括写命令。

ROM中的内容由厂家写入，用户不得更改，通信时，总线控制器先发出一个“复位”信号以使总线同步，然后选择受控制器件进行随后的通信。

既可以通过选择一个特定的受控器件（利用该设备的ROM ID进行选择）或者通过半搜索法找到总线上的下一个受控件来实现，也可以选择所有的受控器件，一旦一个特定的器件被选中，那么在总线控制器发出下一次“复位”信号之前，所有的其他器件都被挂起而忽略随后的通信。

如果1-wire从设备与主控制器尚未建立连接，则不能进行数据的传输；一旦成功建立，1-wire从设备将数据线置为低电平，以此通知主控制器已经建立了连接，等待接收命令，这个脉冲称为在线脉冲。

主控制器也可以通过发送“复位”信号使数据线变为低电平。

当从设备接收到“复位”信号时，通过检测数据线的电平状态，可在数据线变为高电平后立即发出一个在线脉冲。

主设备和从设备之间的通信是半双工的双向通信。

小结一下，所有的1-wire通信器件所使用的不同的API有着共同的特性，这反映出源于协议的信息交换的原理，下面通过不同API功能进行分类：大多数的1-wire器件具有存储器，尽管存储器的输入输出功能并不适用于所有器件，但我们还是把它们分为一个通用的API集。

DS18B20的工作原理DS18B20是一种数字温度传感器，可以通过一根单线串行总线与微处理器或者其他设备进行通信。

它采用了数字温度传感技术，可以准确地测量环境温度，并将温度数据以数字形式传输给主设备。

DS18B20的工作原理如下：1. 温度测量原理：DS18B20使用了一个精确的温度传感器，该传感器基于温度对半导体材料电阻值的影响。

在DS18B20中，温度传感器是由一对金属电极和一个细丝电阻器组成的。

当温度升高时，电阻值增加，反之亦然。

通过测量电阻值的变化，可以确定环境温度。

2. 单线串行总线通信：DS18B20通过单线串行总线与主设备通信，这意味着只需要一根数据线就可以实现数据传输。

通信过程中，主设备发送指令给DS18B20，DS18B20将温度数据以数字形式传输回主设备。

这种通信方式简化了硬件连接，降低了成本。

3. 温度转换和精度：DS18B20将温度数据转换为数字形式，并以12位精度表示。

它可以测量的温度范围为-55℃至+125℃，精度为±0.5℃。

DS18B20还具有可编程的分辨率功能，可以选择9位、10位、11位或者12位的温度分辨率。

4. 供电和工作模式：DS18B20可以通过总线路线提供供电，也可以通过外部电源提供供电。

它还具有多种工作模式，包括连续转换模式和温度警报模式。

在连续转换模式下，DS18B20可以周期性地测量温度并发送数据。

在温度警报模式下，DS18B20可以设置上下限温度阈值，当温度超过或者低于设定阈值时，会触发警报信号。

总结：DS18B20是一种数字温度传感器，采用了数字温度传感技术。

它通过测量温度对半导体材料电阻值的影响来测量环境温度，并将温度数据以数字形式传输给主设备。

DS18B20具有单线串行总线通信、温度转换和精度、供电和工作模式等特点。

它在许多领域中被广泛应用，如气象监测、工业自动化、家用电器等。

其高精度和简单的硬件连接使其成为一种理想的温度传感器。

DS18B20数字温度传感器介绍[日期:2011-02-22 ] [来源:本站编辑作者:佚名] [字体：大中小] (投递新闻)目前常用的微机与外设之间进行的数据通信的串行总线主要有I 2C 总线，SPI 总线等。

其中I 2C 总线以同步串行 2 线方式进行通信（一条时钟线，一条数据线），SPI 总线则以同步串行3 线方式进行通信（一条时钟线，一条数据输入线，一条数据输出线）。

这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。

而单总线（1-wire bus ），采用单根信号线，既可传输数据，而且数据传输是双向的，CPU 只需一根端口线就能与诸多单总线器件通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。

因而，这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，软件设计简单，便于总线扩展和维护。

同时，基于单总线技术能较好地解决传统识别器普遍存在的携带不便，易损坏，易受腐馈，易受电磁干扰等不足，因此，单总线具有广阔的应用前景，是值得关注的一个发展领域。

单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换，控制都由这根线完成。

主机或从机通过一个漏极开路或三态端口连至数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线。

单总线通常要求外接一个约为 4.7K 的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。

DS18B20 数字式温度传感器，与传统的热敏电阻有所不同的是，使用集成芯片，采用单总线技术，其能够有效的减小外界的干扰，提高测量的精度，同时，它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供微机处理，接口简单，使数据传输和处理简单化。

部分功能电路的集成，使总体硬件设计更简洁，能有效地降低成本，搭建电路和焊接电路时更快，调试也更方便简单化，这也就缩短了开发的周期。

DS18B20 单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点：（1 ）采用单总线的接口方式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。

了解电脑硬件接口标准USBHDMIThunderbolt等了解电脑硬件接口标准：USB、HDMI、Thunderbolt等电脑硬件接口标准是指计算机与外部设备之间传递数据和信号的统一规定，确保设备的兼容性和互联互通。

USB、HDMI和Thunderbolt是几种常见的电脑硬件接口标准，本文将介绍它们的特点和应用。

一、USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）USB是一种广泛应用于计算机与外部设备连接的标准接口，主要用于数据传输和电能供应。

USB接口具有以下特点：1.1 通用性USB接口广泛应用于各种设备，如鼠标、键盘、打印机、摄像头、移动存储设备等。

几乎所有的计算机和设备都支持USB接口，使得设备之间的连接更加方便和简单。

1.2 热插拔USB接口支持热插拔功能，即可以在计算机运行时插入或拔出USB设备，无需重启计算机，方便用户的使用和管理。

1.3 多功能性USB接口不仅可以传输数据，还可以为设备提供电能供应。

通过USB接口，可为移动存储设备、智能手机等充电，以及连接外部硬盘、摄像头等进行数据传输。

二、HDMI（High-Definition Multimedia Interface，高清晰多媒体接口）HDMI是一种用于高清显示和音频传输的接口标准，主要应用于计算机与显示器、音响等设备的连接。

HDMI接口具有以下特点：2.1 高清晰度HDMI接口支持高清视频和音频传输，能够提供更清晰、更细腻的画面和音效，适用于高清电视、投影仪等设备。

2.2 单线传输HDMI接口采用单一线缆传输，能够同时传输视频和音频信号，简化了连接线的数量和复杂度。

2.3 多通道音频HDMI接口支持多通道音频传输，能够提供更真实、更具立体感的音效，适合于家庭影音系统和游戏设备的连接。

三、ThunderboltThunderbolt是由英特尔推出的一种高速数据传输接口，能够支持多种设备的连接和扩展。

Thunderbolt接口具有以下特点：3.1 高速传输Thunderbolt接口的传输速度非常快，可以达到每秒20Gbps的数据传输速度，比USB和HDMI接口都要快。

DS18B20 单线温度传感器一．特征：●独特的单线接口,只需 1 个接口引脚即可通信●每个设备都有一个唯一的64位串行代码存储在光盘片上●多点能力使分布式温度检测应用得以简化●不需要外部部件●可以从数据线供电，电源电压范围为3。

0V至5.5V●测量范围从—55 ° C至+125 ° C(—67 ° F至257 ° F)，从-10℃至+85 ° C的精度为0.5 °C●温度计分辨率是用户可选择的9至12位●转换12位数字的最长时间是750ms●用户可定义的非易失性的温度告警设置●告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度告警情况）●采用8引脚SO（150mil），8引脚SOP和3引脚TO — 92封装●软件与DS1822兼容●应用范围包括恒温控制工业系统消费类产品温度计或任何热敏系统二．简介该DS18B20的数字温度计提供9至12位的摄氏温度测量，并具有与非易失性用户可编程上限和下限报警功能。

信息单线接口送入 DS1820 或从 DS1820 送出,因此按照定义只需要一条数据线（和地线）与中央微处理器进行通信.它的测温范围从-55 °C到 +125 ° C,其中从-10 °C至+85 °C可以精确到0。

5°C 。

此外，DS18B20可以从数据线直接供电(“寄生电源”），从而消除了供应需要一个外部电源。

每个 DS18B20 的有一个唯一的64位序列码，它允许多个DS18B20s的功能在同一1-巴士线。

因此,用一个微处理器控制大面积分布的许多DS18B20s是非常简单的。

此特性的应用范围包括 HVAC、环境控制、建筑物、设备或机械内的温度检测以及过程监视和控制系统。

三．综述64位ROM存储设备的独特序号。

存贮器包含2个字节的温度寄存器,它存储来自温度传感器的数字输出.此外,暂存器可以访问的1个字节的上下限温度告警触发器（TH和TL)和1个字节的配置寄存器。

单线串口原理嘿，朋友！今天咱来唠唠单线串口原理，这可是个挺有趣的玩意儿呢。

我有个朋友叫小李，他刚开始接触电子设备的时候，看到单线串口就懵了。

他问我：“这单线串口到底是啥呀？咋就一根线就能传数据呢？这不是像让一个人只用一只手干活儿，能行吗？”我当时就笑了，我说：“嘿，你可别小瞧这一根线，它可有大本事呢！”那单线串口到底咋工作的呢？你可以把它想象成一条小管道，数据就像水流一样在这个管道里流动。

不过这可不是普通的水流，这是带着特殊信息的“水流”。

在单线串口里，数据是一位一位地传输的，就像小水滴一个一个地通过管道。

我们先来说说数据的表示吧。

在单线串口里，通常会有高电平和低电平两种状态。

这就好比是信号灯，高电平就像红灯，低电平就像绿灯。

当发送端要发送数据的时候，它就按照一定的规则，把数据转化成这种高低电平的信号序列。

比如说，我们可以规定高电平代表数字1，低电平代表数字0。

那要是发送101这个数字呢？发送端就会先发送一个高电平，再发送一个低电平，最后再发送一个高电平。

这就像用信号灯来传达密码一样，是不是挺神奇的？那接收端怎么知道什么时候开始接收数据，什么时候结束呢？这就需要一些特殊的约定了。

就像两个人说话，得有个开头和结尾的信号。

在单线串口里，可能会有一个起始位，这个起始位就像是说话前的“喂”，告诉接收端：“嘿，我要开始发数据啦！”然后是数据位，最后可能还有一个停止位，就像是说完话后的“好了，我说完了”。

接收端呢，就一直等着这个起始位，一看到起始位来了，就开始准备接收数据，一直到接收到停止位，就知道这一组数据接收完了。

我记得有一次，我和另一个朋友小张一起做一个小项目，就用到了单线串口。

小张当时特别疑惑，他说：“这单线串口传输速度会不会很慢啊？就这么一个一个位地传，那不得等到花儿都谢了？”我就跟他解释：“你看啊，虽然是一位一位地传，但是如果我们把这个过程优化好，就像让小水滴在管道里流得更顺畅一样，速度也不会太慢的。