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06-21
最近一直在学习和编写单片机程序。
今天有空就模仿DS18B20测温和显示实验，写了一个基于与DS18B20单总线通信的程序。
DS18B20数字温度传感器（参考：智能温度传感器DS18B20原理及应用）是DALLAS公司生产的1-Wire器件，为单总线器件，电路简单，体积小。
因此，用来组成接线简单的温度测量系统。
许多这样的数字温度计可以挂在一根通信线上。
DS18B20产品的特点： (1) 只需一个I/O口即可实现通信。
（2）。
DS18B20 中的每个器件都有一个唯一的序列号。
(3)在实际应用中，无需任何外部元件即可实现温度测量。
(4)测量温度范围在-55℃至+℃之间； -10～℃范围内误差±5℃； (5)数字温度计的分辨率可由用户在9位至12位之间选择。
将12位温度值转换为数字量所需时间不超过ms； (6)有内部温度上限和下限报警设置。
DS18B20引脚分布图 DS18B20详细引脚功能说明： 1. GND地信号； 2. DQ数据输入输出引脚。
开漏单总线接口引脚。
当在寄生电源下使用时，该引脚可以为器件提供电源；排水管打开并且经常达到高水位。
通常需要外接一个5kΩ左右的上拉电阻。
3. VDD 可选 VDD 引脚。
电压范围：3~5.5V；当使用寄生电源时，该引脚必须接地。
DS18B20存储器结构图：暂存器的前两个字节是测量温度信息的低字节和高字节；第3和第4字节是TH和TL的易失性副本，每次上电复位时都会刷新；第5个字节是配置寄存器的易失性副本，在电源复位期间也会刷新；第9个字节是前8个字节的CRC校验值。
配置寄存器的命令内容如下：0R1R11 MSB LSBR0和R1为温度值分辨率位，根据下表进行配置。
默认出厂设置为 R1R0 = 11，即 12 位。
温度值分辨率配置表 R1R0 分辨率最大转换时间（ms） bit93.75 (tconv/8) bit .50(tconv/4)bit(tconv/2)bit(tconv) 4 个分辨率对应的温度分辨率分别为 0.5℃、0.25℃、0.℃、0.℃（即最低位代表温度值） 12 位分辨率下两个温度字节的具体格式如下： 低字节：2^32^22 ^12^02^-12^-22^-32^-4 高字节：SSSSS2^62^52^4 高字节前5位均为符号位S。
如果分辨率为低于12位，最低值为0。
例如：当分辨率为10位时，低字节为：2^32^22^12^02^-12^- ，高字节不变....转换后输出的一些温度和数字如下：温度数字输出改为16位系统℃07D0H℃H.℃H.℃00A2H.5℃H0℃H-0.5℃FFF8H-10.℃FFE5H-25.℃FF6FH-55℃FC90H 从上表可以看出，当输出为负温度时，使用补码表示时，方便计算机计算（如果使用C语言，直接将结果赋值给int变量即可）。
如何使用DS18B20：由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议，即在一根数据线上实现数据的双向传输，而对于单片机来说，我们必须用软件的方法来模拟单条总线的协议时序来完成访问到 DS18B20 芯片。
由于DS18B20在I/O线上读写数据，因此对数据位读写有严格的时序要求。
DS18B20具有严格的通信协议，保证数据传输的正确性和完整性。
该协议定义了几个信号的时序：初始化时序（dsInit() 实现）、读取时序（readByte()）和写入时序（writeByte()）。
所有时序均使用主机作为主设备，单总线设备作为从设备。
当主机主动发起写序列时，每个命令和数据传输开始。
如果单总线设备需要回送数据，则在发出写命令后，主机需要发起读序列来完成数据接收。
数据和命令首先传输低端。
DS18B20 与单片机连接电路图： 用软件模拟DS18B20 的单线协议和命令： 主机必须按照以下顺序操作DS18B20 1. 初始化 单线总线上的所有操作都是从初始化开始的。
流程如下： 1）请求：主机通过拉低单线us以上，产生复位脉冲，然后释放线，进入Rx接收模式。
当主机释放总线时，会产生一个上升沿脉冲。
DQ: 1 -> 0(us+) -> 12) 响应：DS18B20 检测到此上升沿后，有 15~60us 的延迟，将总线拉低 60~us 产生响应脉冲。
DQ：1(15~60us) -> 0(60~us)3) 接收响应：主机收到从机响应脉冲后，表示有单线设备在线。
至此，初始化完成。
DQ: 02. ROM 操作命令 当主机检测到响应脉冲时，可以发起 ROM 操作命令。
ROM 操作命令有 5 种，如下表所示： 命令类型、命令字节功能 Read Rom Read ROM33H 读取激光 ROM 中的 64 位。
它只能用于总线上的单个 DS18B20 设备。
当有多个设备时，就会出现数据冲突。
匹配ROM 匹配ROM55H。
该命令后跟一个 64 位 ROM 序列号，用于寻址总线上的多个设备。
对应DS18B20。
只有序列号完全匹配的DS18B20才能响应后续的存储器操作命令。
其他不匹配的将等待复位脉冲。
它可以在单一或多种情况下使用。
Skip Rom 跳过ROMCCH，不需要提供64位ROM。
序列号可用于运行内存操作命令，只能用于单钩。
Search Rom 搜索ROMF0H，并通过排除过程识别总线上所有设备的ROM 序列号。
Alarm Search 报警搜索ECH 命令流程与Search Rom 相同，但DS18B20 只有最近一次满足报警触发条件的温度测量才会响应该命令。
3。
存储器操作命令 存储器操作命令只有在ROM 操作命令成功执行后才能使用。
存储器操作命令有 6 种类型： 命令类型 命令字节功能 Write Scratchpad 写暂存器 4EH 在启动复位脉冲之前，将地址 2~地址 4 的 3 个字节写入暂存器（TH、TL 和配置寄存器）。
必须写下来。
Read Scratchpad 读取暂存器 BEH 读取暂存器的内容，从字节 0 到字节 8，共 9 个字节。
主机可以随时发起复位脉冲来停止此操作。
通常我们只需要读取前5个字节。
Copy Scratchpad 复制暂存器 48H 将在暂存器中内容被复制到 EERAM 中，以便将温度报警触发字节存储到非易失性存储器中。
如果主机在该命令后生成读时隙，则只要设备仍在复制，就会输出 0，复制完成后就会输出 1。
Convert T 温度转换 44H 开始温度转换操作。
如果主机在该命令后生成一个时隙，那么只要设备仍在进行温度转换，就会输出 0，转换完成后，就会输出 1。
Recall E2 Recall E2 register B8H Re -将EERAM中存储的温度报警触发值和配置寄存器值复制到临时寄存器。
当 DS18B20 上电时，此操作会自动发生。
Read Power Supply 读取电源模式 B4H 主机在执行此命令后启动每次读取 在时隙内，DS18B20 将发出其电源模式信号：0 寄生电源，1 外部电源。
4。
DS18B20的数据处理需要严格的时序以保证数据的完整性。
单线DQ上有一个复位脉冲，有六种信号类型：响应脉冲、写0、写1、读0、读1。
除响应脉冲外，其他脉冲均由主机产生。
数据位的读写是通过读写时隙来实现的。
1）写时隙：当主机将数据线从高电平拉至低电平时，产生写时隙。
所有写时隙必须在60us以上，并且每个写时隙之间必须保证1us的恢复时间。
写“1”：主机先将数据线DQ拉低，然后释放15us，然后将数据线DQ拉高；写“0”：主机将DQ拉低并保持低电平至少60us。
2）读时隙：当主机将数据线DQ从高电平拉至低电平时，产生读时隙。
所有读时隙必须持续至少60us，并且每个读时隙之间必须保证1us的恢复时间。
读：主机将DQ拉低至少1us。
此时主机立即将DQ拉高，延时15us后再读取DQ。
源代码：（测量范围：0~99度） DS18B#include2//通过DS18B20测试当前环境温度，并通过数码管显示当前温度值 3sbitwela=P2^7;//选择数码管管位 4sbitdula=P2^6;//选择数码管部分 5sbitds=P2^2;6//0-F数码管（共阴极）的编码 7unsignedcharcodetable[ ]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,80x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};9//0-9数码管编码(共阴极),带小数点10unsignedcharcodetableWidthDot[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,x87,0xff,0xef};//延迟函数，例如i=10，延迟约为10ms。
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