DS18B20使用详解

DS18B20单线数字温度传感器，支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55摄氏度到+125摄氏度，精度为±0.5摄氏度。大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量。支持3V~5.5V的电压范围。

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。

由此可见，0~3Bit是温度小数部分，4~10Bit是温度整数部分，11~15Bit是符号位。

例如：

+125℃的数字输出07D0H

(正温度直接把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)

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。

bit Init_DS18B20(void)
{bit flag; //DS18B20是否存在的标志位，0代表存在DQ = 1; //先拉高，准备后面的复位脉冲 for(time=0;time<2;time++) ;//稍微延时一下DQ = 0; //发出一个480~960us的低电平脉冲for(time=0;time<200;time++)； // 延时大概600usDQ = 1; //释放总线为高电平for(time=0;time<10;time++);//延时约30us，释放总线后需要等待15~60us让DS18B20输出存在脉冲flag=DQ; //单片机检测是否存在脉冲，DQ为0即存在for(time=0;time<200;time++); //延时足够的时间，等待脉冲输出return (flag); //返回检测结果
}

写时序

由图可知，数据线从高电平拉至低电平，产生写起始信号。15us之内将所需要写的位送到数据线上，准备好数据就好。总线从高到低电平后15us后开始写入，如果要写1就在15us~60us后拉高总线，如果是0就维持低电平。

void WriteOneChar(unsigned char dat)
{unsigned char i=0;for (i=0; i<8; i++){DQ =1; // 先将数据线拉高_nop_(); //稍微等待一下DQ=0; //将数据线从高拉低启动写时序DQ=dat&0x01; // 利用与运算取出要写的一位二进制数据//送到数据线上等待DS18B20采样for(time=0;time<10;time++);//延时约30us，确保后面取样正确DQ=1; //释放数据线for(time=0;time<1;time++);// 延时3us，两个写时序间需要反应时间dat>>=1; //开始下一位二进制数据}for(time=0;time<4;time++); //稍作延时，给硬件一些反应时间
}

读时序

主机数据线先从高拉至低电平 1us 以上，再使数据线升为高电平，从而产生读信号。随后在15us内进行读取就可以。

unsigned char ReadOneChar(void)
{unsigned char i=0;unsigned char dat; //储存读取的数据for (i=0;i<8;i++){DQ =1; // 先将总线拉高_nop_(); //稍微延时一下，一个机器周期DQ = 0; //从高拉低1us以上_nop_(); //持续1us以上DQ = 1; //再使数据线升为高电平，这时产生了读信号for(time=0;time<2;time++); //延时一段时间，等待数据线上出现一位数据dat>>=1; //数据是从高到低传送if(DQ==1)dat|=0x80; //存数据位1在高位elsedat|=0x00;//存数据位0在高位for(time=0;time<8;time++); //将两个读过程隔开一段时间}return(dat); //返回读取的数据
}

DS18B20单线通信

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 3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”。

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。

/*****************************************************做好读取温度的准备
***************************************************/
void ReadyReadTemp(void)
{Init_DS18B20(); // 将DS18B20初始化WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序列号的操作WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换for(time=0;time<100;time++); //转换一次需要时间Init_DS18B20(); // 再初始化一次WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序列号的操作WriteOneChar(0xBE); // 读取温度寄存器，前两个依次是温度的低位高位数据
}/*****************************************************读温度函数，转换数据
***************************************************/
void dwend(void)
{ float tp; //存储转换温度十进制uchar TL; // 储存温度低位uchar TH; //储存温度高位TL=ReadOneChar(); //先读到的是温度的低位TH=ReadOneChar(); //然后是温度的高位temp = TH << 8 | TL; //对两个温度数据进行整合if(temp<0) {  //displaydata[0] = '-'; //添加一个-号 temp = temp-1;temp =~temp; //对负温度数据取补码tp = temp;temp = tp*0.0625*100+0.5; //温度转换为十进制} else  //温度为正值 {//displaydata[0] = ' '; //正温度不用添加符号tp = temp;temp = tp*0.0625*100+0.5;//直接对温度进行转换，转换后的温度是一个四位数，前两位是温度十进制整数部分，后两位是小数部分，例如如果是2034，温度就是20.34度}
}

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