温度传感器DS18B20的相关介绍以及基于MSP430的驱动程序（附代码）

阅读本文之前请先找到DS18B20的中文手册

DS18B20数据手册-中文版 - 知乎 (zhihu.com)

下面先对DS18B20简单进行一些介绍：

学校课程设计中常见的DS18B20的引脚一般为3脚封装，如下图左侧所示：

可以看到，DS18B20的引脚为GND,DQ,VDD。其中GND与VDD的引脚分别接地线和电源就好了，而DQ线是主要的数据传输口，它可以接在P1-P6端口的引脚上，因为数据传输主要靠拉高或者拉低电平，再由单片机判断高低电平，所以接哪个口都可以。

DS18B20测量完温度后会将数据存在温度寄存器中，储存的格式如下：

可以看到，高五位是S，即SIGN，符号位，而低11位用来储存数据，DS18B20的精度逐渐调低时，由BIT0到高位会逐渐未定义（即BIT0未定义时，精度会下降，精度再下降的话，就是BIT1未定义，因为BIT0-BIT3负责记录小数点后的数据）。这里需要注意的是，温度寄存器的数据同样在DS18B20的ScratchPad中，关于ScratchPad是什么，接下来我会详细讲解。

DS18B20的具体操作：

DS18B20存储温度数据时是分两位字节存储的，两字节16位数据中，高五位为符号位，低十一位为数据位。因此，读取DS18B20的数据需要连续进行两次读一字节的操作，先读低八位，后读高八位。在发送读ScratchPad指令后，传感器会由低到高传送共9字节的数据，我们只需要读取两字节即可读出数据。ScratchPad中默认的字节顺序如下：

（此处可以看到ScratchPad其实就是一个存数据的寄存器，我们需要的数据就在它的BYTE0与BYTE1那里）

而访问DS18B20的事件序列如下所示：

第一步：初始化

第二步：ROM命令（紧跟任何数据交换请求）

第三步：DS18B20功能命令（紧跟任何数据交换请求）

每次对DS18B20的访问都必须遵循这样的步骤来进行，如果这些步骤中的任何一个丢失或者没有执行，则DS18B20将不会响应。因此，实现温度转换的具体步骤即为：初始化、发送跳过ROM命令、发送温度转换命令、再次初始化、再次发送跳过ROM命令、读取ScratchPad中头两个字节的数据。（此处可以跳过ROM是因为只有一个传感器，无需通过DS18B20本身的编码来确定是哪个传感器，如果有多个传感器连接在单片机上，则跳过命令会使传回的数据发生错误。）

通过以上步骤，即可实现对DS18B20的初始化以及开始温度转换，并最终返回存储在ScratchPad中的温度转换后的数据。而此数据在经过函数转化后，便会被存在数组中，之后在LCD上进行输出。

代码部分如下：
//MAKER: JK2001 ZHZ
#include <MSP430.h>
#include<LCD1602.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar tem[16]={"The temp is"};
//此部分为时钟的初始化，DS18B20需要极为精确的微秒操作
#define CPU_F ((double)1000000)
#define delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000000.0))
#define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000.0))
#define DQ0 P2OUT &=~BIT6                //此处定义了DS18B20的端口
#define DQ1 P2OUT |= BIT6
unsigned int value;
uint Init_18B20(){  //18B20初始化P2DIR |= BIT6;uint i = 9;DQ1;             //先上拉电平打断初始化之前的操作DQ0;             //拉低电平等待响应delay_us(500);DQ1;P2DIR &= ~BIT6;delay_us(80);  if(P2IN & BIT6){i=1;P2DIR|=BIT6;} else{i=0;P2DIR|=BIT6;} //如果是低电平，则初始化成功delay_us(300);return i;}
void send_byte(uchar cmd){  //发送一个字节的命令uint num=0;for(num=0;num<8;num++){  //进行循环以发送每一位的数据P2DIR |= BIT6;DQ0;delay_us(8);if(cmd & 0x01){DQ1;}delay_us(60);DQ1;cmd >>= 1;}
}
uchar read_byte(void){   //读取一个字节uint i;uchar data=0;for(i=0;i<8;i++){data>>=1;         //右移，读取下一位DQ0;delay_us(5);DQ1;      delay_us(8);P2DIR &= ~BIT6;_NOP();if(P2IN & BIT6){data|=0x80;} delay_us(50);P2DIR |= BIT6;DQ1;delay_us(10);}return data;
}
uint read_temp(void){     //读取操作进行两次并将结果合并uint low=0;uint high=0;uint temp = 0;low = read_byte();high= read_byte();temp = (high*256) | low; return temp;
}
void skip(void){         //向18B20发送跳过ROM命令send_byte(0xcc);}
void zh(void){send_byte(0x44);      //温度转换命令}
void read_sp(void){      //读取ScratchPad命令send_byte(0xbe);}
uint do1zh(void){        //做一次转换uchar i=0; do{i = Init_18B20();}   //初始化while(i);skip();                 //跳过ROMzh();                   //转换delay_ms(800);          //转换时延时，12位精度最少需要750msdo{i = Init_18B20();}   //初始化while(i);skip();                 //跳过ROM命令read_sp();              //读取数据 return read_byte();     //返回数据
}
uchar dN[6]={"000000"};     //初始化dN数组
void Disp_Numb(uint temper){       //通过温度转换函数转换数据uchar i;    for(i = 0;i < 6;i++) dN[i] = 0; //初始化显示变量if(temper & BIT0) {dN[0] = 5;dN[1] = 2;dN[2] = 6;} //0.0625if(temper&BIT1)     {dN[1] += 5;dN[2] += 2;dN[3] += 1;} //0.125if(temper & BIT2)        //0.25
{
dN[2] += 5;dN[3] += 2;if(dN[2] >= 10){dN[2] -= 10;dN[3] += 1;}}if(temper & BIT3)       //0.5{dN[3] += 5;}if(temper & BIT4){dN[4] += 1;}if(temper & BIT5)     {dN[4] += 2;}if(temper & BIT6){dN[4] += 4;}if(temper & BIT7)     {dN[4] += 8;if(dN[4] >= 10){dN[4] -= 10;dN[5] += 1;}}if(temper& BIT8){dN[4] += 6;dN[5] += 1;if(dN[4] >= 10){dN[4] -= 10;dN[5] += 1;}}if(temper & ~BIT9){dN[4] += 2;dN[5] += 3;if(dN[4] >= 10){dN[4] -= 10;dN[5] += 1;}}if(temper & ~BITA){dN[4] += 4;dN[5] += 6;if(dN[4] >= 10){dN[4] -= 10;dN[5] += 1;}if(dN[5] >= 10){dN[5] -= 10;}
}
}
//此处的主函数实现的主要功能是将测试温度显示在LCD上
int main (void){ WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P2DIR |= BIT6;P2OUT |= BIT6;Port_init();LCD_init();LCD_Desk();LCD_Write_str(0,0,tem);  //输出temp is，此处和下处调用了头文件while (1){  Disp_Numb(do1zh());   LCD_Write_char(0x09,1,dN[5]+0x30);   //0X30是ASCII码转换LCD_Write_char(0x0a,1,dN[4]+0x30);LCD_Write_char(0x0b,1,0x2e);       //0x2e是小数点的ASCII码值LCD_Write_char(0x0c,1,dN[3]+0x30);LCD_Write_char(0x0d,1,dN[2]+0x30);LCD_Write_char(0x0e,1,dN[1]+0x30);LCD_Write_char(0x0f,1,dN[0]+0x30);}}

以上代码除了DS18B20本身的代码外，其余部分使用了LCD1602的头文件，这个并不难，所以不再赘述，有必要说明的是，DS18B20的各种操作可以参照51单片机关于DS18B20的操作，这里给出的是我自己基于MSP430修改的版本。

此版本代码是确认无误的，如果有问题，那反正不是我的问题

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