DS18B20

全称是单总线数字温度传感器，即只有一根通信线，非常节省I/O端口。

单总线的特点

DS18B20的特点

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。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
（ 2 ）测量温度范围宽，测量精度高 DS18B20 的测量范围为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ；在 -10~+ 85°C 范围内，精度为 ± 0.5°C 。
（ 3 ）在使用中不需要任何外围元件。
（ 4 ）持多点组网功能多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。
（ 5 ）供电方式灵活 DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。
（ 6 ）测量参数可配置 DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定 9~12 位。
（ 7 ）负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。
（ 8 ）掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。
DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。

DS18B20内部结构

主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X^8＋X5＋X^4＋1）。 ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。

DS18B20管脚排列

DS18B20的管脚排列

GND为电源地；
DQ为数字信号输入／输出端；
VDD为外接供电电源输入端

DS18B20内部构成

DS18B20 内部结构主要由四部分组成： 64 位光刻 ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL 、配置寄存器。
光刻 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该 DS18B20 的地址序列码。 64 位光刻 ROM 的排列是：开始 8 位（地址： 28H ）是产品类型标号，接着的 48 位是该 DS18B20 自身的序列号，并且每个 DS18B20 的序列号都不相同，因此它可以看作是该 DS18B20 的地址序列码；最后 8 位则是前面 56 位的循环冗余校验码（ CRC=X8+X5+X4+1 ）。由于每一个 DS18B20 的 ROM 数据都各不相同，因此微控制器就可以通过单总线对多个 DS18B20 进行寻址，从而实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。

DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位二进制形式提供，形式表达，其中S为符号位。

例如＋125℃的数字输出为07D0H （正温度直接吧16进制数转成10进制即得到温度值）
-55℃的数字输出为 FC90H。（负温度把得到的16进制数取反后加1 再转成10进制数）

其中配置寄存器的格式如下：　低五位一直都是"1"，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下图所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）

内存与分辨率的关系

高速暂存存储器由9个字节组成，当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进制位转换为十进制；当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。

DS18B20的工作时序

初始化时序

主机首先发出一个480－960微秒的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测，如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应答。　　做为从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480－960微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待15－60微秒后将总线电平拉低60－240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待

对DS18B20的写和读操作

接下来就是主机发出各种操作命令，但各种操作命令都是向DS18B20写0和写1组成的命令字节，接收数据时也是从DS18B20读取0或1的过程。因此首先要搞清主机是如何进行写0、写1、读0和读1的。
写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0，则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平。若主机想写1，在一开始拉低总线电平1微秒后就释放总线为高电平，一直到写周期结束。而做为从机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样，在采样期内总线为高电平则为1，若采样期内总线为低电平则为0。

对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是从主机把单总线拉低之后，在1微秒之后就得释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成

DS18B20 单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，如果出现序列混乱， 1-WIRE 器件将不响应主机，因此读写时序很重要。系统对 DS18B20 的各种操作必须按协议进行。根据 DS18B20 的协议规定，微控制器控制 DS18B20 完成温度的转换必须经过以下 4 个步骤：
（１）每次读写前对 DS18B20 进行复位初始化。复位要求主 CPU 将数据线
下拉 500us ，然后释放， DS18B20 收到信号后等待 16us~60us 左右，然后发出
60us~240us 的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号后表示复位成功。
（２）发送一条 ROM 指令

３）发送存储器指令

现在我们要做的是让DS18B20进行一次温度的转换，那具体的操作就是：
1、主机先作个复位操作，
2、主机再写跳过ROM的操作（CCH）命令，
3、然后主机接着写个转换温度的操作命令，后面释放总线至少一秒，让DS18B20完成转换的操作。在这里要注意的是每个命令字节在写的时候都是低字节先写，例如CCH的二进制为11001100，在写到总线上时要从低位开始写，写的顺序是“零、零、壹、壹、零、零、壹、壹”。整个操作的总线状态如下图。

读取RAM内的温度数据。同样，这个操作也要接照三个步骤。
1、主机发出复位操作并接收DS18B20的应答（存在）脉冲。
2、主机发出跳过对ROM操作的命令（CCH）。
3、主机发出读取RAM的命令（BEH），随后主机依次读取DS18B20发出的从第0一第8，共九个字节的数据。如果只想读取温度数据，那在读完第0和第1个数据后就不再理会后面DS18B20发出的数据即可。同样读取数据也是低位在前的。整个操作的总线状态如下图：

在这里说明一下，第二步跳过对ROM操作的命令是在总线上只有一个器件时，为节省时间而简化的操作，若总线上不止一个器件，那么跳过ROM操作命令将会使几器件同时响应，这样就会出现数据冲突。

上面的知识是老师给的课件的，像我这么懒的人才不会写呢，我知道大家都很忙，所以大多没有好好看，只想要代码，但一些基本的操作步骤还是要知道的

引脚配置

单片机最起码的是配置引脚


#define DQ_DIR_IN()    DDRB &= ~(1<<4)      //PB4引脚设置为输入
#define DQ_DIR_OUT()   DDRB |= (1<<4)        //设置为输出#define DQ_DATA        ((PINB&(1<<4))>>4)        //引脚上的输入的电平#define DQ_SET()       PORTB |= (1<<4)            //输出高电平
#define DQ_CLEAR()     PORTB &= ~(1<<4)  //输出低电平

上面是温度传感器DQ引脚的配置

初始化

首先呢，输出480-960us的低电平，这是给温度传感器发送一个启动的信号，然后，设置引脚为输入，接受传感器的响应，这个要想延时60-240us。这样就完成了一个刺激信号，然后接受信号的过程。这是启动温度传感器的信号

int Init_DS18B20(void)
{int temp;//主机发送480-960us的低电平DQ_DIR_OUT();DQ_SET();delay_us(10);DQ_CLEAR();delay_us(750);DQ_SET();//从机拉低60-240us响应DQ_DIR_IN();delay_us(150);temp = DQ_DATA;delay_us(500);//return temp;
}

写数据

void Write_DS18B20(uchar value)
{int i;DQ_DIR_OUT();for(i=0;i<8;i++){//主机拉低总线DQ_SET();delay_us(1);DQ_CLEAR();//写数据位if((value&(1<<i))!=0){DQ_SET();}else{DQ_CLEAR();}delay_us(70);DQ_SET();delay_us(10);}delay_us(10);
}读数据
uchar Read_DS18B20(void)
{uchar value = 0;int i;for(i=0;i<8;i++){//主机拉低总线并释放DQ_DIR_OUT();DQ_SET();delay_us(1);DQ_CLEAR();delay_us(1);DQ_SET();//读数据位DQ_DIR_IN();delay_us(7);value |= (DQ_DATA<<i);delay_us(70);}return value;
}//读取温度
int Read_Temperature(void)
{char temp_l, temp_h;int temp;#asm("cli")Init_DS18B20();Write_DS18B20(0xCC); //跳过ROMWrite_DS18B20(0x44); //温度转换#asm("sei");delay_ms(200); //等待温度转换#asm("cli")Init_DS18B20();Write_DS18B20(0xCC); //跳过ROMWrite_DS18B20(0xBE); //读RAM数据temp_l = Read_DS18B20(); //读前两字节数据temp_h = Read_DS18B20();#asm("sei")if((temp_h&0xf8)!=0x00){state=1;         //此时温度为零下，即为负数temp_h=~temp_h;temp_l=~temp_l;temp_l +=1;if(temp_l>255)temp_h++;}temp=temp_h;temp&=0x07;temp=((temp_h*256)+temp_l)*0.625+0.5;//处理数据//temp = (temp_h*256+temp_l)*6.25;return temp;}

剩下的你们自己理解吧，我懒得解释了，不懂的自己看前面的原理，不能什么得解释的清清楚楚，也得自己自学，自己查资料学习解答疑惑，这样才能学到东西

atmega16应用之DS18B20温度传感器相关推荐

嵌入式设计与开发项目-DS18B20温度传感器程序设计
嵌入式设计与开发项目-DS18B20温度传感器程序设计一.实现的功能二.根据功能实现代码 1.主文件main.c 2.DS18B20的头文件"ds18b20.h" 3.DS18 ...
AutoLeaders控制组——51单片机学习笔记（DS18B20温度传感器、LCD1602、直流电机+PWM）
本篇内容是观看B站江科大自化协UP主的教学视频所做的笔记,对其中内容有所引用,并结合自己的单片机板块进行了更改调整. 以下笔记内容以一个视频为一个片段(内容较多,可能不适合速食,望见谅) 一些内容涉及 ...
【51单片机】AT24C02存储器(I²C总线)/DS18B20温度传感器(单总线)
目录一.AT24C02存储器 1.AT24C02存储器介绍 2.存储器简化模型 3.AT24C02存储器原理图二.I²C总线 1.I²C总线的介绍 2.I²C电路 3.I²C时序图 3.1I²C开 ...
基于汇编语言的DS18B20温度传感器设计
1 概述 1.1 课题内容利用温度传感器DS18B20与MCS-51单片机结合来测量温度,通过一根单总线连接,即可直接读出被测温度,读出或写入信息只需要一根数据线.读出的数据用LED数码管显示,显示 ...
51单片机使用LCD1602显示DS18B20温度传感器温度
使用LCD1602显示DS18B20温度传感器温度.关于DS18B20和LCD的原理,我就不再叙述了,大家自行查找,网上可以找到好多. 使用Proteus仿真.(需要仿真和Keil工程文件的可 ...
C51---13 DS18B20温度传感器
C51---13 DS18B20温度传感器 DS18B20介绍引脚及电路内部结构图存储器的结构单总线介绍单总线电路规范单总线时序结构❗ DS18B20操作流程 DS18B20数据帧温度存 ...
DS18B20温度传感器 ------ 自学笔记
目录一.简介二.DS18B20的特点三.DS18B20实物图四.DS18B20的内部结构 4.1.64位(激)光刻只读存储器 4.2.DS18B20温度转换规则 4.3.DS18B20温度传感 ...
智能温度系统（C51+DS18B20温度传感器+LM016L显示屏）
单片机课程设计,C51+DS18B20温度传感器+LM016L显示屏重点在于两个外设的时序控制模块化的设计结构清晰明了一.题目温度测量系统的设计二.要求 1.温度测量范围:-55℃ ~ 12 ...
51单片机驱动DS18B20温度传感器测量温度
51单片机驱动DS18B20温度传感器测量温度 1.DS18B20温度传感器介绍: 2.51单片机驱动DS18B20测量温度 1.DS18B20温度传感器介绍: ①引脚定义引脚符号说明 1 GN ...

atmega16应用之DS18B20温度传感器