一、DS18B20
- 1.1 DS18B20介绍
- 1.2 引脚及应用电路
- 1.3 内部结构框图
- 1.4 存储器结构
二、单总线
- 2.1 单总线介绍
- 2.2 单总线电路规范
- 2.3 单总线时序结构
三、DS18B20操作流程
- 四、DS18B20数据帧
五、温度存储格式
六、代码演示
- 6.1 温度读取
- 6.2 温度报警器
- 注意：一定要看

一、DS18B20

1.1 DS18B20介绍

DS18B20是一种常见的数字温度传感器，其控制命令和数据都是以数字信号的方式输入输出，相比较于模拟温度传感器，具有功能强大、硬件简单、易扩展、抗干扰性强等特点
测温范围：-55°C 到 +125°C
通信接口：1-Wire（单总线）
其它特征：可形成总线结构、内置温度报警功能、可寄生供电

1.2 引脚及应用电路

1.3 内部结构框图

64-BIT ROM：作为器件地址，用于总线通信的寻址
SCRATCHPAD（暂存器）：用于总线的数据交互
EEPROM：用于保存温度触发阈值和配置参数

1.4 存储器结构

二、单总线

2.1 单总线介绍

单总线（1-Wire BUS）是由Dallas公司开发的一种通用数据总线
一根通信线：DQ
异步、半双工
单总线只需要一根通信线即可实现数据的双向传输，当采用寄生供电时，还可以省去设备的VDD线路，此时，供电加通信只需要DQ和GND两根线

2.2 单总线电路规范

设备的DQ均要配置成开漏输出模式
DQ添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右
若此总线的从机采取寄生供电，则主机还应配一个强上拉输出电路

2.3 单总线时序结构

初始化：主机将总线拉低至少480us，然后释放总线，等待15-60us后，存在的从机会拉低总线60-240us以响应主机，之后从机将释放总线

发送一位：主机将总线拉低60-120us，然后释放总线，表示发送0；主机将总线拉低1-15us，然后释放总线，表示发送1。从机将在总线拉低30us后（典型值）读取电平，整个时间片应大于60us

接收一位：主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，并在拉低后15us内读取总线电平（尽量贴近15us的末尾），读取为低电平则为接收0，读取为高电平则为接收1 ，整个时间片应大于60us

发送一个字节：连续调用8次发送一位的时序，依次发送一个字节的8位（低位在前）

接收一个字节：连续调用8次接收一位的时序，依次接收一个字节的8位（低位在前）

三、DS18B20操作流程

初始化：从机复位，主机判断从机是否响应
ROM操作：ROM指令+本指令需要的读写操作
功能操作：功能指令+本指令需要的读写操作

四、DS18B20数据帧

温度变换：初始化→跳过ROM →开始温度变换

温度读取：初始化→跳过ROM →读暂存器→连续的读操作

五、温度存储格式

六、代码演示

6.1 温度读取

main.c

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"float T;void main()
{DS18B20_ConvertT();        //上电先转换一次温度，防止第一次读数据错误Delay(1000);           //等待转换完成LCD_Init();LCD_ShowString(1,1,"Temperature:");while(1){DS18B20_ConvertT();    //转换温度T=DS18B20_ReadT();   //读取温度if(T<0)                //如果温度小于0{LCD_ShowChar(2,1,'-');  //显示负号T=-T;            //将温度变为正数}else              //如果温度大于等于0{LCD_ShowChar(2,1,'+');   //显示正号}LCD_ShowNum(2,2,T,3);        //显示温度整数部分LCD_ShowChar(2,5,'.');      //显示小数点LCD_ShowNum(2,6,(unsigned long)(T*10000)%10000,4);//显示温度小数部分}
}

DS18B20.c

#include <REGX52.H>
#include "OneWire.h"//DS18B20指令
#define DS18B20_SKIP_ROM            0xCC
#define DS18B20_CONVERT_T           0x44
#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD     0xBE/*** @brief  DS18B20开始温度变换* @param  无* @retval 无*/
void DS18B20_ConvertT(void)
{OneWire_Init();OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);OneWire_SendByte(DS18B20_CONVERT_T);
}/*** @brief  DS18B20读取温度* @param  无* @retval 温度数值*/
float DS18B20_ReadT(void)
{unsigned char TLSB,TMSB;int Temp;float T;OneWire_Init();OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);OneWire_SendByte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);TLSB=OneWire_ReceiveByte();TMSB=OneWire_ReceiveByte();Temp=(TMSB<<8)|TLSB;T=Temp/16.0;return T;
}

OneWire.c

#include <REGX52.H>//引脚定义
sbit OneWire_DQ=P3^7;/*** @brief  单总线初始化* @param  无* @retval 从机响应位，0为响应，1为未响应*/
unsigned char OneWire_Init(void)
{unsigned char i;unsigned char AckBit;EA=0;OneWire_DQ=1;OneWire_DQ=0;i = 247;while (--i);       //Delay 500usOneWire_DQ=1;i = 32;while (--i);         //Delay 70usAckBit=OneWire_DQ;i = 247;while (--i);        //Delay 500usEA=1;return AckBit;
}/*** @brief  单总线发送一位* @param  Bit 要发送的位* @retval 无*/
void OneWire_SendBit(unsigned char Bit)
{unsigned char i;EA=0;OneWire_DQ=0;i = 4;while (--i);            //Delay 10usOneWire_DQ=Bit;i = 24;while (--i);            //Delay 50usOneWire_DQ=1;EA=1;
}/*** @brief  单总线接收一位* @param  无* @retval 读取的位*/
unsigned char OneWire_ReceiveBit(void)
{unsigned char i;unsigned char Bit;EA=0;OneWire_DQ=0;i = 2;while (--i);          //Delay 5usOneWire_DQ=1;i = 2;while (--i);            //Delay 5usBit=OneWire_DQ;i = 24;while (--i);         //Delay 50usEA=1;return Bit;
}/*** @brief  单总线发送一个字节* @param  Byte 要发送的字节* @retval 无*/
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){OneWire_SendBit(Byte&(0x01<<i));}
}/*** @brief  单总线接收一个字节* @param  无* @retval 接收的一个字节*/
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void)
{unsigned char i;unsigned char Byte=0x00;for(i=0;i<8;i++){if(OneWire_ReceiveBit()){Byte|=(0x01<<i);}}return Byte;
}

6.2 温度报警器