以DS1821為sensor的電子溫度計電路
寫在前面：
本文內容都是自己實做時的經驗及結果，不表示每位網友都一定會成功，可能會因為材料儀器等等客觀條件不同，會有不同的結果。所以網友如果有問題指教，可以直接用e-mail聯絡。
最近利用時間，將DS1821的溫度電路做起來了，光是看datasheet就耗掉很多的時間，英文當初沒學好，這時才知道重要。僅將DS1821的使用上實際應用的電路，用PIC12F675完成一個以DS1821為溫度感測器的電子溫度計，供大家參考。
電路圖：
DS1821主控制電路圖
上圖是以PIC12F675為主的一個架構，實際的電路是由3塊電路板所組成，有關於DS1821的使用，請參考本網頁上有關DS1821使用說明一文，可大致瞭解DS1821的控制方式。為什麼我要將它變成3塊?為的是模組化，每個獨立的模組可以作為其他用途，光是這塊DS1821主板，也可以作為計次計數器使用，只要將DS1821改成一個接點或是光耦合器就可以了。完全由使用者自行搭配，比較有彈性，同時在電路debug時，也變得很方便。
圖中的兩個電晶體是當用在8位數顯示時，作為掃瞄切換用，是否需要掃描，完全由程式本身決定。
M5450控制電路
四位數顯示電路
至於上面說的3塊電路，分別說明如下:
1.DS1821主控制板，主要由一個PIC12F675來完成。為何我會選12F675這顆PIC?因為我想挑戰極限，用最少的I/O腳位，達到最高的使用狀態。至於製作這個電路的動機，請參考機械式熱水器改電子式溫控電路一文中的說明，他是引起我的主要製作動機。以目前的電路，PIC12F675仍有2支I/O腳沒用到，只用到4支I/O腳喔!
2.M5450控制電路板，由於PIC12F675只有6支I/O腳，想要做4位數顯示(實際上我已經完成8位數的顯示了)，真是太難了，用掃描的方式大家可以算算會用掉幾支腳。所以就用M5450這顆LED display driver來達成，至於M5450的使用介紹，也請網友參考四位數Displayer LTM8328KP使用說明中的說明，基本上LTM8328KP就是以M5450為基礎做的4位數顯示模組，而我則是直接使用M5450來單獨製作自己的顯示板，目前已可以達成顯示8位數。而這個電子溫度計，只需要顯示4位數即可。M5450基本上可以連接4個七段顯示器，透過訊號切換，可以達到8位數以上都沒問題。由於M5450是用串列訊號方式輸入資料的，因此資料只需要使用1支I/O腳，外加clock及data enable腳，所以只需3支I/O腳，就可以達到最少4位數的顯示功能。
3.四位數顯示電路，這個電路是單純的四位數顯示板，直接與M5450控制電路板相連接，作為最後顯示數據用。由兩個雙八顯示器構成，顯示板設計成可以和M5450板結合，參考下面的照片。
實體照片：
DS1821電子溫度計的完整電路
上圖是完整的DS1821線路模組，已先將其全部分解，便於網友參考。左下的電路是光隔離型燒錄器配合ICSP燒錄的連接情形，由此可瞭解ICSP燒錄的方便性，無須插拔被燒錄的PIC，要修正程式只需以RS232接線跟電腦連接，透過燒錄程式，就可以將修正後的燒錄碼，直接download到PIC中。
M5450控制板
上圖是M5450與顯示板分離時的分解圖
四位數顯示板
M5450與顯示板結合做顯示的情形，上圖是當計次計數器使用的情形。
上圖是當電子式溫度計使用的情形
上圖是M5450與顯示板結合式意圖1
上圖是M5450與顯示板結合式意圖2，可拆式的，有點像是子卡的感覺。
M5450板跟四位數顯示板可以分離結合的，基本上兩塊板子是要在一起，才能顯示的。做成分離的用意，是因為M5450板也可以跟另外做的八位數顯示板結合使用。其實只要修改DS1821控制板的程式，就可以變成四位數或是八位數以上的顯示計數器。這裡充分的表現出可程式單晶片的優點，硬體不變，只要改變程式及硬體模組，就可以做完全不同的用途了。
DS1821主控板的程式
由於程式屬個人著作，暫不公佈，僅將本電路的燒錄碼供網友下載，便於有興趣DIY網友自行製作研究參考使用。
現僅將程式的架構大致說明:
主程式，負責整個程式的運作，幾乎都是副程式的呼叫而已。
DS1821副程式:算是電子溫度電路的核心程式，主要的作用就是將我們對DS1821下達的指令，轉成串列訊號傳輸給DS1821，這當中比較重要的部分，就是對於DS1821的時序，要充分配合程式的指令週期，以便控制DS1821。這個部分花了許多的時間，利用示波器在校正時序，真的很傷腦筋。所以要熟讀DS1821的datasheet資料，充分了解一下DS1821的時序，就能很順利的掌握這顆溫度sensor。副程式主要又分寫跟讀資料到DS1821兩部分。請參考DS1821使用說明一文，可以瞭解DS1821時序。
數值轉換副程式:就是將DS1821所輸出的資料，轉變成十進位形式，才能被我們人類瞭解。這裡順便提一下，DS1821的輸出資料，是一組8位元的資料，來表示溫度。其中-1∘C以下，是用2的補數型態表示，因此程式編寫上要留意這一點。這個程式就是二進位轉十進位程式，應該不難。
數字顯示副程式:就是將已經轉換為十進位的資料，變成串列的資料，然後送到M5450中，至於M5450的相關資料，請參考四位數Displayer LTM8328KP使用說明一文中的說明。
DS1821電子溫度計的預計進一步運用
我計劃做一個溫控開關，可以設定溫度上下限，並且可以推動外部負載。不過，以12F675的6支I/O腳，顯然是不太夠使用的。因此會改用18pin的PIC來做進一步的控制電路，如果完成了，再貼文分享吧。
之所以會採行DS1821的原因，除了受那個奇怪的電子溫控產品的影響外，另一個原因是因為DS1821它的輸出是數位的資料，不用再做AD轉換電路，對於一般非電子科系的DIY族來說，是非常簡單的。而他直接輸出數位資料的運用，也非常方便運用。因為這種型態的數位資料，可以透過介面直接送到電腦，再利用電腦做進一步資料的分析運用。