如图2-3所示。这种方法的优点是不需要强的上拉，上拉电阻也可以省去。
图2-3 DS18B20的独立供电方式[31]
2.3 串口通信技术的硬件基础
在单片机的应用系统中广泛采用异步串行通信的方式进行数据通信。然而，在进行串行通信的线路连接的时候，还需要选择标准接口，考虑电平转换、传输介质等问题。 通信的双方共同遵守某种约定，称为物理接口标准，包括电缆的机械特性、电器特性、信号功能及传输过程的定义。对于串行接口，目前用得比较多的是RS-232标准、RS-422标准以及RS-485标准等。在远距离、干扰大，或者和计算机进行串口通信的场合，需要考虑选用串行接口标准的问题。
2.3.1 RS-232、RS-485简介
RS-232标准是美国电子工业协会EIA与Bell等公司一起开发，于1962年公布，1969年最后修订的串行通信协议。它适合于0～20000b/s范围内的通信。字母RS表示Recommended Standard，232是识别代号。 RS-232标准最初是为远程通信连接数据终端DTE与数据通信设备DCE而制定的。目前，计算机与终端或外设之间的近距离连接，很多都采用RS-232接口，例如串口的鼠标、键盘，以及数据采集系统等。在RS-232标准中，对串行通信接口的信号功能、电器特性和机械特性等都做了明确的规定。由于RS-232在微机系统中的广泛使用，加上51系列单片机内部集成的异步串行通行接口，使得它们之间的连接很方便。 RS-232的机械特性主要规定了使用的连接器的机械规格和电缆长度。 由于在RS-232标准中只规定采用一对物理连接器，但对连接器本身的物理特性没有具体的定义，因此市场上出现了DB-25、DB-15和DB-9等各
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种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同。目前使用最多的是DB-9型连接器，一般的计算机和测控仪器中都使用。DB-9型RS-232引脚结构，如图2-4所示。
图2-4 DB-9型RS232引脚结构
表2-1是各管脚的说明：
表2-1 RS232管脚说明 旧制JIS名称 FG TXD RXD RTS CTS DSR DTR CD SG 新制JIS名称 SG SD RD RS CS DR ER CD SG 全 称 Frame Ground Transmitted Data Received Data Request to Send Clear to Send Data Set Ready Data Terminal Ready Carrier Detect Signal Ground 说 明 连到机器的接地线 数据输出线 数据输入线 要求发送数据 回应对方发送的RTS的发送许可 告知本机在待命状态 告知数据终端处于待命状态 载波检出 信号线的接地线 现在通常计算机均配有这种标准的232接口，通常这种接口用于联接鼠标、MODEM或打印机等外部设备。
实际应用中，电子工程师在设计计算机与外围设备的通信时，通常在9针的基础再进行简化，只用其中的2、3、5三个管脚进行通信。这三个管脚分别是接收线、发送线和地线，在一般情况下即可满足通讯的要求，计算机和外部通讯的接线方法如图2-5。图中2、3两脚是交叉互联的，因为一个设备的发送线必须联接到另外一台设备的接收线上，反之亦然。
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图2-5 计算机与外部通信电路图
RS-485标准是一种平衡传输方式的串行接口标准。RS-485标准是一种多发送器的电路标准，允许在双导线上有多个发送器，也允许一个发送器驱动多个负载设备。
RS-485标准的特点是抗干扰能力强，传输距离远，速率高。如果采用双绞线传输信号，若最大传输速率为10Mb/s，传输距离为15m；在最大100kb/s的传输速率下，可以传输1200m；如果最大传输速率为9600b/s，则传输距离可达1500m。
RS-485标准最多允许在平衡电缆上连接32个发送器/接收器，特别适用于工业控制领域进行分布式管理、联网检测控件等，目前得到了很广泛的应用。
2.3.2 器件MAX232介绍
电平转换芯片MAX232是美信公司设计专用于进行将TTL电平转换成RS-232电平的芯片。片内有泵电源，能将+5V电压在芯片内提高到RS-232电平所需的+10V或-10V电平，转换电路如图2-6所示，其中1uF电容最好用金属钽电容，并且安装时尽量靠近芯片。信号传输线可用双芯屏蔽线，双芯作为信号线，外层屏蔽线作为地线。
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图2-6 MAX232电平转换电路
2.3.3 器件MAX485介绍
目前常用的与TTL的电平接口的RS-485传输线发送（驱动）器和接收器芯片是差分平衡收发器MAX485。其片内含有一个发送器和一个接收器， MAX485的1脚RO为接收器输出，接TTL电平RXD信号，4脚DI为发送器输入，接TTL电平TXD信号；7脚为发送器和接收器的-VT、6脚为发送器和接收器的+VT，接传输线；3脚DE为发送使能端，接+5V；2脚RE是接收使能端，应接地。
2.4显示系统的硬件原理
2.4.1 串行寄存器74LS164功能
74LS164为8位串入并出的移位寄存器[10]。当清除端（Clear）为低电平时，输出端（QA～QH）均为低电平。串行数据输入端（A，B）可控制输入数据，当A或B任意一个为低电平，则禁止新数据输入。在时钟端（Clock）脉冲上升沿作用下QA为低电平。当A、B有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在Clock上升沿的作用下决定QA的状态。其真值表如图***所示，H为高电平，L为低电平，×为任意电平，↑为上升沿，QA0、QB0、QC0、QH0为规定的稳态条件建立前的电平，QAn、QBn、QGn为最近的上升沿前的电平。表2-2为74LS164的真值表。
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表2-2 74LS164的真值表 输入 Clear L H H H H Clock × 输出 A B × × × × QA QB QC ··· QH L L L ··· L QA0 QB0 QC0 ··· QH0 H QAn QBn ··· QGn L QAn QBn ··· QGn L QAn QBn ··· QGn L ↑ ↑ ↑ H H L × × L
2.4.2 数码管原理
常用的数码管有7段、8段和“米”字段之分。并分为共阴极和共阳极
两种。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地。当某个发光二极管的阳极接高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳极LED显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。 使用数码管时，为了显示数字或符号，要为数码管提供代码，因为这些代码是通过各段的亮与灭来为显示不同字型的，因此称之为段码。各字符与段码的对应关系如表2-3所示。
数码管常用的显示方式有两种：静态显示方式和动态显示方式。 数码管工作于静态显示方式时，各位的共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或+5V）；每位的段选线分别与一个8位的锁存器输出相连。所以称为静态显示。
数码管工作于动态显示方式时，通常将所有的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制，形成段选线的多路复用。而各位的公共极分别由相应的I/O线控制，实现各位的分时选通。
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