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单总线数字温度传感器DS18B20
一 DS18B20特点DS18B20 是单线数字温度传感器，即“一线器件”。
单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换，控制都由这根线完成。单总线通常要求外接一个约为 4.7K—10K 的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。DS18B20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。
（ 9 ）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。二 DS18B20芯片结构1 DS18B20的外部结构DS18B20可采用3脚TO-92小体积封装和8脚SOIC封装。其外形和引脚图如下：2 DS18B20内部结构如图所示主要由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＋X^5＋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。三 DS18B20的工作时序DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。
其工作时序包括：
? a.初始化时序
? b.写时序
? c.读时序1 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。2 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3 DS18B20进行一次温度的转换的具体操作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，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。4 读取RAM内的温度数据。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：
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。
单总线协议-以DS18B20举例
DS18B20数字温度传感器及单总线协议规定
单总线协议（ds18b20）读写详解
关于DS18B20温度传感器的时序详解及代码分析
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单总线协议（ds18b20）读写详解
2、51c代码
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 1、时序图
&&& 1、初始化
&&& 2、& 写
&&& 3、& 读
#include &reg52.h&sbit DQ = P2^0; //定义总线的I/O管脚void SendByte(unsigned char dat);void Delay4us() //延时4us{ ;}void Delay(unsigned char j)
//一个循环15us{
while(j--) {
while (--i); }}bit d18b20_qs() //18b20 起始{
DQ = 1; //DQ复位 Delay4us(); DQ = 0; //拉低总线 Delay(35); //这里延时大概 525us DQ = 1; //拉高总线 Delay(2);
//这里延时大概 30us dat = DQ; //读取返回值（0：有18b20存在 1：是没有） Delay(2);
//返回数值}void d18b20_x(unsigned char dat) //写 8 位 数 据{
for(i=0;i&8;i++) //8位计数器 {
DQ = 0; //拉低总线
DQ = dat & 0x01; //取最低位赋值给总线
Delay(3); //延时45us
DQ = 1; //拉过总线准备写下一个数据（或者总线复位）
dat &&= 1; //数据右移一位 }}unsigned char d18b20_d() //读 8 位 数 据{ unsigned char i,dat=0; for(i=0;i&8;i++) //8位计数器 {
DQ = 0; //拉低总线
dat &&= 1; //数据右移一位
DQ = 1; //拉过总线（准备读取数据）
if(DQ) //判断是否是 1 如果是就把数据赋值给变量的高位
dat |= 0x80;
Delay(4); }
//返回读取到数据数据}unsigned int wd() //读取温度函数{ unsigned char i = 0; //低8位数据 unsigned char j = 0; //高8位数据 unsigned int k = 0; //无符号16整形用来存储读回来的 16位温度数据（j和i组合后的数据） d18b20_qs(); //初始化 d18b20_x(0xCC); //跳过序列号的操作(因为18b20在总线上可以挂很多个，这个序列号和网卡MAC地址类似) d18b20_x(0x44); //开启温度转换 Delay(200);
//开启温度转换需要时间这里延时一下
d18b20_qs(); //初始化 d18b20_x(0xCC); //跳过序列号的操作(因为18b20在总线上可以挂很多个，这个序列号和网卡MAC地址类似) d18b20_x(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度 i = d18b20_d(); //读取低8位 j = d18b20_d(); //读取高8位 k =
k &&= 8; k = k +
//返回读取到的16位数据}void CSH &(void) //初始化串口{& & SCON &= 0x50;
& & & &// SCON: 模式 1, 8-bit UART, 使能接收 && & TMOD |= 0x20; & & & & & & & // TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit 重装& & TH1 & = 0xFD; & & & & & & & // TH1: &重装值 9600 波特率 晶振 11.0592MHz && & TR1 & = 1; & & & & & & & & &// TR1: &timer 1 打开 & & & & & & & & & & & &&& & EA & &= 1; & & & & & & & & &//打开总中断& & //ES & &= 1; & & & & & & & & &//打开串口中断}void SendByte(unsigned char dat) //发送一个字符{&SBUF = //SBUF 串行数据缓冲器&while(!TI); &//TI发送中断标志位 (当数据发送完毕后由硬件置 1 否则等待硬件置 1)& & & TI = 0;&} & & & & & &&void main(){ unsigned char i,j;
CSH(); while(1) {
i= w & 0 //取低8位
j= (w && 8)&0 //取高8位 SendByte(j); //通过串口把高8位数据返回给上位机 SendByte(i); //通过串口把低8位数据返回给上位机
P1 = //使用8个LED 输出高8位数据
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
P1 = //使用8个LED输出低8位数据
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒
Delay(200); //延时3毫秒 } }
1）使用的是11.0592的晶振
2）使用下面的公式可以计算出摄氏度的温度
&&&&&&&&&&& wd :读取到的16位数据
&&&&&&&&&&& 摄氏度 = wd x 0.0625
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