|
DS18B20單線數(shù)字溫度計(jì)詳解 聲明：文章內(nèi)容為原始創(chuàng)作，轉(zhuǎn)載請注明 今天向大家詳細(xì)介紹一款比較簡單的測溫芯片——DS18B20，我們盡量做到“講解精細(xì)化”，讓初學(xué)者能夠在最短時間操作這款芯片。 文章針對單只芯片的VDD供電模式（外部供電模式）進(jìn)行講解，對寄生電源模式以及多只芯片不做太多說明。 文中對每部分的側(cè)重點(diǎn)（也就是新手想快速使用芯片須知道的東西）進(jìn)行了標(biāo)注，以方便快速對芯片進(jìn)行上手使用，但從學(xué)習(xí)的角度，能夠更加清晰全面的了解芯片的相關(guān)知識更重要！ 網(wǎng)上眾多資料用DS1820的資料混淆DS18B20資料，兩者僅有略微差別！ 第一部分：芯片特征（可直接跳過） △ 獨(dú)特的單線接口僅需一個端口引腳進(jìn)行通訊 △ 每個器件有唯一的 64 位的序列號存儲在內(nèi)部存儲器中 △ 簡單的多點(diǎn)分布式測溫應(yīng)用 △ 無需外部器件 △ 可通過數(shù)據(jù)線供電。供電范圍為3.0V到5.5V。 △ 測溫范圍為-55～＋125℃（－67～＋257℉） △ 在－10～＋85℃范圍內(nèi)精確度為±0.5 ℃ △ 溫度計(jì)分辨率可以被使用者選擇為9～12位 △ 最多在 750ms 內(nèi)將溫度轉(zhuǎn)換為 12 位數(shù)字 △ 用戶可定義的非易失性溫度報警設(shè)置 △ 報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件 △ 與DS1822兼容的軟件 △ 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測系統(tǒng) 第二部分：DS18B20的封裝和引腳定義（只需要知道TO-92封裝的三個引腳） DS18B20芯片的常見封裝為TO-92，同時還有的封裝是SO（DS18B20Z）和μSOP（DS18B20U）形式，圖1為DS18B20三種封裝的圖示及引腳圖。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png 圖1 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.png 寄生電源概念： DS18B20可以工作在沒有外部電源供電的情況下。當(dāng)總線處于高電平狀態(tài)，DQ與上拉電阻連接通過單總線“竊取能量”，并將偷來的能量儲存到寄生電源儲能電容中，當(dāng)總線為低電平時釋放能量，對器件供電。這種提供能量的形式被稱為“寄生電源”，當(dāng)DS18B20工作在寄生電源模式時，VDD必須接地。作為替代選擇，DS18B20同樣可以通過VDD引腳連接外部電源供電。 第三部分：DS18B20的電路連接方式（可直接跳過，只需要知道外部電源模式怎樣接線） （1）寄生電源模式下的單只DS18B20芯片連接圖 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png 圖2 （以下四段落內(nèi)容不懂可以直接跳過，進(jìn)行大概學(xué)習(xí)后再回來閱讀） 寄生電源模式下，單總線和Cpp在大部分操作中能提供充分的滿足規(guī)定時序和電壓的電流給DS18B20。然而，當(dāng)DS18B20正在執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換或從高速暫存器向EPPROM傳送數(shù)據(jù)時，工作電流可能高達(dá)1.5mA。這個電流可能會引起連接單總線的弱上拉電阻的不可接受的壓降，這需要更大的電流，而此時Cpp無法提供。為了保證DS18B20有充足的供電，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù)據(jù)到EEPROM操作時，必須給單總線提供一個強(qiáng)上拉。用漏極開路把I/O直接拉到電源上就可以實(shí)現(xiàn)，見圖2。在發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令[44h]或拷貝暫存器指令[48h]之后，必須在至多10us之內(nèi)把單總線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉，并且在溫度轉(zhuǎn)換時序或拷貝數(shù)據(jù)時序必須一直保持為強(qiáng)上拉狀態(tài)。當(dāng)強(qiáng)上拉狀態(tài)保持時，不允許有其它的動作。 單總線通常要求外接一個約4.7KΩ的上拉電阻，，這樣當(dāng)總線閑置時，其為高電平。 （2）外部電源模式下的單只DS18B20連接圖 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.png 圖3 對DS18B20供電的另一種傳統(tǒng)辦法是從VDD引腳接入一個外部電源，見圖3。這樣做的好處是單總線上不需要強(qiáng)上拉。而且總線不用在溫度轉(zhuǎn)換期間總保持高電平。 溫度高于100℃時，不推薦使用寄生電源，因?yàn)镈S18B20在這種溫度下表現(xiàn)出的漏電流比較大，通訊可能無法進(jìn)行。在類似這種溫度的情況下，強(qiáng)烈推薦使用DS18B20的VDD引腳。 對于總線控制器不知道總線上的DS18B20是用寄生電源還是用外部電源的情況， DS18B20 預(yù)備了一種信號指示電源的使用意圖。總線控制器發(fā)出一個 Skip ROM指令[CCh]，然后發(fā)出讀電源指令[B4h]，這條指令發(fā)出后，控制器發(fā)出讀時序，寄生電源會將總線拉低，而外部電源會將總線保持為高。如果總線被拉低，總線控制器就會知道需要在溫度轉(zhuǎn)換期間對單總線提供強(qiáng)上拉。 第四部分：DS18B20內(nèi)部寄存器解析及工作原理（本部分有個大致了解） 通過以上我們知道了DS18B20的引腳及其接線方式就夠了�，F(xiàn)在我們來看一下DS18B20的內(nèi)部寄存器。 1、DS18B20內(nèi)部寄存器框圖 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.jpg 從框圖可知，DS18B20主要數(shù)據(jù)部件： （1）64位只讀激光ROM （2）高速暫存器RAM （3）EEPROM （4）存儲器控制邏輯 （此處網(wǎng)上很多資料翻譯為“存儲器與控制邏輯”，這個“控制邏輯”我可以理解為譯碼什么的，這點(diǎn)有糊涂，但“存儲器”這個困擾了我好久，直到去查找了英文版的數(shù)據(jù)手冊為“MEMORY CONTROL LOGIC”，這個翻譯是不是“存儲器控制邏輯”呢！�。。∵@樣理解會稍微順一些吧，網(wǎng)上翻譯為“存儲器與控制邏輯的”都沒對這個展開說，進(jìn)行了回避，這樣做學(xué)問不謹(jǐn)慎吧�。。�！ 我認(rèn)為此處應(yīng)該譯為“存儲器控制邏輯”，但我也不清楚“存儲器與控制邏輯”是什么意思，暫理解為譯碼之類的，本著嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，不對此多說，不能誤導(dǎo)讀者！！！！希望有了解的不吝賜教��！我們的微信公眾號：AutoCodes萬分感謝！！�。� （5）8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼發(fā)生器 （6）配置寄存器 第一：64位激光ROM及ROM操作指令 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.png 每一DS18B20包括一個唯一的64位長的ROM編碼，開紿的8位是單線產(chǎn)品系列編碼（就是這個家族的編號），接著的48位是唯一的系列號，最后的8位是開始56位的CRC碼（循環(huán)冗余校驗(yàn)碼）。 我們之前說過可以實(shí)現(xiàn)多只芯片的測溫，每只芯片的48位序列號是唯一的，所以單片機(jī)可以通過此序列號知道該去操作哪只芯片。本文不涉及多只芯片內(nèi)容。 與 DS1820 的通信經(jīng)過一個單線接口，在單線接口情況下，在 ROM 操作未穩(wěn)定建立之前不能使用存貯器和控制操作，主機(jī)必須首先提供五種 ROM 操作命令之一： 1 Read ROM(讀 ROM) 33H 此命令允許總線主機(jī)讀DS18B20的8位產(chǎn)品系列編碼，唯一的48位序列號，以及8位的CRC。此命令只能在總線上僅有一個DS18B20的情況下可以使用。如果總線上存在多于一個的從屬器件，那么當(dāng)所有從片企圖同時發(fā)送時將發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的現(xiàn)象（漏極開路會產(chǎn)生線與的結(jié)果）。 2 Match ROM(符合 ROM) 55H 此命令后繼以64位的ROM數(shù)據(jù)序列，允許總線主機(jī)對多點(diǎn)總線上特定的DS18B20尋址。只有與64位ROM序列嚴(yán)格相符的DS18B20才能對后繼的存貯器操作命令作出響應(yīng)。所有與64位ROM序列不符的從片將等待復(fù)位脈沖。此命令在總線上有單個或多個器件的情況下均可使用。 3 Search ROM(搜索 ROM) F0H 當(dāng)系統(tǒng)開始工作時，總線主機(jī)可能不知道單線總線上的器件個數(shù)或者不知道其64位ROM編碼。搜索ROM命令允許總線控制器用排除法識別總線上的所有從機(jī)的64位編碼。 4Skip ROM(跳過 ROM) CCH 在單點(diǎn)總線系統(tǒng)中，此命令通過允許總線主機(jī)不提供64位ROM編碼而訪問存儲器操作來節(jié)省時間。如果在總線上存在多于一個的從屬器件而且在Skip ROM命令之后發(fā)出讀命令，那么由于多個從片同時發(fā)送數(shù)據(jù)，會在總線上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突（漏極開路下拉會產(chǎn)生線與的效果）。 5 AlarmSearch(告警搜索) ECH 此命令的流程與搜索ROM命令相同。但是，僅在最近一次溫度測量出現(xiàn)告警的情況下，DS18B20才對此命令作出響應(yīng)。告警的條件定義為溫度高于TH 或低于TL。只要DS18B20一上電，告警條件就保持在設(shè)置狀態(tài)，直到另一次溫度測量顯示出非告警值或者改變TH或TL的設(shè)置，使得測量值再一次位于允許的范圍之內(nèi)。貯存在EEPROM內(nèi)的觸發(fā)器值用于告警。 這些命令對每一器件的 64 位激光 ROM 部分進(jìn)行操作，如果在單線上有許多器件，那么可以挑選出一個特定的器件，并給總線上的主機(jī)指示存在多少器件及其類型。 上面的ROM操作命令我們多用 Skip ROM(跳過 ROM)。 第二：高速暫存RAM及RAM操作指令 1、高速暫存RAM 在執(zhí)行完ROM操作命令后，我們需要進(jìn)行的就是RAM操作命令，我們先來認(rèn)識一下高速暫存RAM。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.png 暫存器由9個字節(jié)組成。 第1第2兩個字節(jié)包含測得溫度信息，溫度傳感器（溫度靈敏元件）測得的溫度值被存儲到高速暫存器的這兩個字節(jié)（溫度寄存器）。 以12位精度存儲溫度，最高位為符號位，負(fù)溫度S=1，正溫度S=0。將存儲器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)乘以精度（0.5、0.25、0.0625）就得到被測溫度值。如0550H為+85℃，0191H為+25.0625℃，F(xiàn)C90H為-55℃，上電初始為+85℃。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.png file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image017.jpg 第3和第4個字節(jié)是 TH 和 TL 的易失性拷貝（從EEPROM拷貝到高速暫存器這兩個字節(jié)），在每一次上電復(fù)位時被刷新； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image019.png 第5個字節(jié)是配置寄存器，如圖，用戶可按照“溫度計(jì)精確度配置”表，來修改R1R2的值，來設(shè)定DS18B20的精度，上電默認(rèn)設(shè)置R1R0=11（12位精度），配置寄存器的其他為均保留，禁止寫入； file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.jpg 第6、7、8字節(jié)被保留，禁止寫入； 第9個字節(jié)是只讀的，包含以上八個字節(jié)的CRC碼； 2、RAM操作指令 再看一下RAM操作指令（功能指令） 在發(fā)送ROM操作指令后，下一步需要進(jìn)行RAM操作指令。這些指令允許總線控制器讀寫DS18B20的暫存器，發(fā)起溫度轉(zhuǎn)換和識別電源模式。DS18B20的功能指令詳見下文。 CONVERTT [44h] (溫度轉(zhuǎn)換指令) 這條命令用以啟動一次溫度轉(zhuǎn)換。溫度轉(zhuǎn)換指令被執(zhí)行，產(chǎn)生的溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)以2個字節(jié)的形式被存儲在高速暫存器中，而后DS18B20保持等待狀態(tài)。如果寄生電源模式下發(fā)出該命令后，在溫度轉(zhuǎn)換期間（tconv），必須在10us(最多)內(nèi)給單總線一個強(qiáng)上拉。如果DS18B20以外部電源供電，總線控制器在發(fā)出該命令后跟著發(fā)出讀時序，DS18B20如處于轉(zhuǎn)換中，將在總線上返回 0，若溫度轉(zhuǎn)換完成，則返回 1。寄生電源模式下，總線被強(qiáng)上拉拉高前這樣的通訊技術(shù)不會被使用。 WRITESCRATCHPAD [4Eh] （寫暫存器指令） 這條命令向 DS18B20 的暫存器寫入數(shù)據(jù)，開始位置在 TH 寄存器（暫存器的第 2個字節(jié)），接下來寫入 TL 寄存器（暫存器的第 3 個字節(jié)），最后寫入配置寄存器（暫存器的第 4 個字節(jié)）。數(shù)據(jù)以最低有效位開始傳送。上述三個字節(jié)的寫入必須發(fā)生在總線控制器發(fā)出復(fù)位命令前，否則會中止寫入。 READSCRATCHPAD [BEh] （讀暫存器指令） 這條命令讀取暫存器的內(nèi)容。讀取將從字節(jié)0 開始，一只進(jìn)行下去，知道第9字節(jié)（字節(jié) 8，CRC）讀完，如果不想讀完所有字節(jié)，控制器可以在任何時間發(fā)出復(fù)位命令來中止讀取。 COPYSCRATCHPAD [48h] （拷貝暫存器指令） 這條命令把 TH,TL 和配置寄存器（第 2、3、4 字節(jié)）的內(nèi)容拷貝到 EEPROM中。如果使用寄生電源總線控制器必須在發(fā)出這條命令的 10us 內(nèi)啟動強(qiáng)上拉并最少保持10ms。 RECALL E2[B8H] （召回 EEPROM 指令） 這條命令把報警觸發(fā)器的值（TH和TL）以及配置數(shù)據(jù)從EEPROM拷回暫存器�？偩�控制器在發(fā)出該命令后讀時序，DS18B20會輸出拷回標(biāo)識：0標(biāo)識正在拷回，1標(biāo)識拷回結(jié)束。這種拷回操作在DS18B20上電時自動執(zhí)行，這樣器件一上電暫存器里馬上就存在有效的數(shù)據(jù)了。 READ POWERSUPPLY [B4h] (讀電源模式指令) 總線控制器在這條命令發(fā)給DS18B20后發(fā)出讀時序，若是寄生電源模式，DS18B20將拉低總線，若是外部電源模式，DS18B20將會把總線拉高。 說明： 1. 對于寄生電源模式下的DS18B20，在溫度轉(zhuǎn)換和拷貝數(shù)據(jù)到EEPROM期間，必須給單總線一個強(qiáng)上拉�？偩�上在這段時間內(nèi)不能有其它活動。 2. 總線控制器在任何時刻都可以通過發(fā)出復(fù)位信號中止數(shù)據(jù)傳輸。 第三：EEPROM 這一部分網(wǎng)上很多資源存在一個小的錯誤，一些資料中，在前面介紹時用“EEPROM”，但是到了下圖的標(biāo)注時，卻用了“EEPRAM”，前后矛盾！我們在使用數(shù)據(jù)手冊時要注意查找官方原版，更正版等，確保信息的準(zhǔn)確，我們在查找了原版后確認(rèn)此處應(yīng)該是“EEPROM”，在此給大家推薦一個網(wǎng)址用于查找數(shù)據(jù)手冊，查找時要多看幾份，因?yàn)榧词故窃嬉泊嬖阱e誤，會有更正。 http://www.alldatasheet.com file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.png EEPROM中的數(shù)據(jù)在器件掉電時仍然保存，上電時，數(shù)據(jù)被載入暫存器，數(shù)據(jù)也可以通過召回EEPROM命令從暫存器載入EEPROM。 DS18B20完成一次溫度轉(zhuǎn)換后，就拿溫度值和存儲在TH和TL中的值進(jìn)行比較，因?yàn)檫@些寄存器都是8位的，所以0.5℃位被忽略不計(jì)。如果測得的溫度高于TH或低于TL，器件內(nèi)部就會置位一個報警標(biāo)識。每進(jìn)行一次測溫就對這個標(biāo)識進(jìn)行一次更新。當(dāng)報警標(biāo)識置位時，DS1820 會對報警搜索命令有反應(yīng)。這樣就允許許多 DS1820 并聯(lián)在一起同時測溫，如果某個地方的溫度超過了限定值，報警的器件就會被立即識別出來并讀取，而不用讀未報警的器件。 第四：CRC 發(fā)生器 DS1820 中有 8 位 CRC 存儲在 64 位 ROM 的最高有效字節(jié)中�？偩�控制器可以用 64 位 ROM 中的前 56 位計(jì)算出一個 CRC 值，再用這個和存儲在 DS1820 中的值進(jìn)行比較，以確定 ROM 數(shù)據(jù)是否被總線控制器接收無誤。CRC 計(jì)算等式如下： CRC=X^8+X^5+X^4+1 DS1820 同樣用上面的公式產(chǎn)生一個 8 位 CRC 值，把這個值提供給總線控制器用來校驗(yàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。在任何使用 CRC 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸校驗(yàn)的情況下，總線控制器必須用上面的公式計(jì)算出一個 CRC 值，和存儲在 DS1820 的64 位 ROM 中的值或 DS1820 內(nèi)部計(jì)算出的 8 位 CRC 值（當(dāng)讀暫存器時，做為第 9 個字節(jié)讀出來）進(jìn)行比較。CRC 值的比較以及是否進(jìn)行下一步操作完全由總線控制器決定。當(dāng)在DS1820中存儲的或由其計(jì)算的 CRC值和總線控制器計(jì)算的值不相符時， DS1820 內(nèi)部并沒有一個能阻止命令序列進(jìn)行的電路。 第五部分：DS18B20處理順序·經(jīng)過單線接口訪問DS18B20的協(xié)議（protocol）如下： ·初始化 ·ROM操作命令 ·存儲器操作命令 ·處理數(shù)據(jù) 1. 初始化 DS1820 需要嚴(yán)格的協(xié)議以確保數(shù)據(jù)的完整性。協(xié)議包括幾種單線信號類型：復(fù)位脈沖、存在脈沖、寫 0、寫 1、讀 0 和讀 1。所有這些信號，除存在脈沖外，都是由總線控制器發(fā)出的。 和 DS1820 間的任何通訊都需要以初始化序列開始。 初始化序列包括一個由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和其后由從機(jī)發(fā)出的存在脈沖。 總線控制器發(fā)出（TX）一個復(fù)位脈沖（一個最少保持 480μs 的低電平信號），然后釋放總線，進(jìn)入接收狀態(tài)（RX）。單線總線由 5K 上拉電阻拉到高電平。探測到 I/O 引腳上的上升沿后， DS1820 等待 15~60μs，然后發(fā)出存在脈沖（一個 60~240μs 的低電平信號）。存在脈沖讓總線控制器知道DS18B20在總線上且已經(jīng)做好準(zhǔn)備。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.png file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.png file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image027.png 初始化過程“復(fù)位和存在脈沖” 大家注意看圖，實(shí)粗線是我們的單片機(jī) IO 口拉低這個引腳，虛粗線是 DS18B20 拉低這個引腳，細(xì)線是單片機(jī)和 DS18B20 釋放總線后，依靠上拉電阻的作用把 IO 口引腳拉上去。51 單片機(jī)釋放總線就是給高電平。 主機(jī)總線t0時刻發(fā)送一復(fù)位脈沖（最短480us低電平信號），接著在t1時刻主機(jī)釋放總線并進(jìn)入接受狀態(tài)，DS18B20在檢測到總線的上升沿后，等待15~60us，接著DS18B20在t2時刻發(fā)出存在脈沖（持續(xù)60~240us的低電平），而后DS18B20主動釋放總線，I/O口會被上拉電阻自動拉高。 詳細(xì)解釋程序： 首先，由于 DS18B20 時序要求非常嚴(yán)格，所以在操作時序的時候，為了防止中斷干擾總線時序，先關(guān)閉總中斷（此處可忽略，未使用中斷）。然后第一步，拉低 DS18B20 這個引腳，持續(xù) 500us；第二步，延時 60us；第三步，讀取存在脈沖，并且等待存在脈沖結(jié)束。 /************************************************************ * 函數(shù)名稱 : Init_DS18B20 * 函數(shù)功能 : DS18B20初始化函數(shù) * 輸入?yún)?shù) : 無 * 返回參數(shù) : 檢測到DS18B20返回1，未檢測到模塊返回0 *************************************************************/ bit Init_DS18B20() { bit DS18B20_flag= 1; //初始化成功與否標(biāo)志 DQ = 1; //復(fù)位前準(zhǔn)備 delay_10nus(1); //延時10us DQ = 0; //發(fā)送復(fù)位脈沖（DQ拉低） delay_10nus(50); //并延時480~960us（500us） DQ = 1; //拉高，釋放總線，同時IO口產(chǎn)生的上升沿能被DS18B20所檢測到，控制器進(jìn)入接收狀態(tài) delay_10nus(6); //等待15~60us，接收到低電平存在脈沖 if(DQ) //沒接收到，初始化失敗 DS18B20_flag =0; else DS18B20_flag =1; //接收到存在脈沖，初始化成功 delay_10nus(24); //延時達(dá)240us，讓DS18B20釋放總線 DQ = 1; return DS18B20_flag; } 2、ROM操作命令 在說ROM操作命令之前，先說“寫時間隙”和“讀時間隙”。 讀/寫時序 DS18B20的數(shù)據(jù)讀寫是通過時序處理位來確認(rèn)信息交換的。 寫時序 由兩種寫時序：寫 1 時序和寫 0 時序。總線控制器通過寫 1 時序?qū)戇壿?1 到DS18B20，寫 0 時序?qū)戇壿?0 到 DS18B20。所有寫時序必須最少持續(xù) 60us，包括兩個寫周期之間至少1us的恢復(fù)時間。當(dāng)總線控制器把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉到低電平的時候，寫時序開始。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image029.png file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image031.png 寫時序 總線控制器要生產(chǎn)一個寫時序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平然后釋放，在寫時序開始后的15us內(nèi)釋放總線。當(dāng)總線被釋放的時候，5K的上拉電阻將拉高總線�？偪刂破饕梢粋�寫0時序，必須把數(shù)據(jù)線拉到低電平并持續(xù)保持（至少60us）。 總線控制器初始化寫時序后，DS18B20在一個15us到60us的窗口內(nèi)對I/O線采樣。如果線上是高電平，就是寫1。如果線上是低電平，就是寫0。 通俗點(diǎn)程序解釋： 當(dāng)要給 DS18B20 寫入 0 的時候，單片機(jī)直接將引腳拉低，持續(xù)時間大于 60us 小于 120us就可以了。圖上顯示的意思是，單片機(jī)先拉低 15us 之后，DS18B20 會在從15us 到 60us 之間的時間來讀取這一位，DS18B20最早會在 15us 的時刻讀取，典型值是在 30us 的時刻讀取，最多不會超過 60us，DS18B20 必然讀取完畢，所以持續(xù)時間超過 60us 即可。 當(dāng)要給 DS18B20 寫入 1 的時候，單片機(jī)先將這個引腳拉低，拉低時間大于 1us，然后馬上釋放總線，即拉高引腳，并且持續(xù)時間也要大于 60us。和寫 0 類似的是，DS18B20 會在15us到 60us 之間來讀取這個 1。 /************************************************************ * 函數(shù)名稱 : DS18B20_Write * 函數(shù)功能 : 寫時隙 * 輸入?yún)?shù) : 一字節(jié)數(shù)據(jù)write_data * 返回參數(shù) : 無 *************************************************************/ void DS18B20_Write(uchar write_data) { uchar i=0; for (i=8; i>0;i--) { DQ = 0; //總線拉低，產(chǎn)生寫時間隙 DQ =write_data & 0x01; //最低位放入總線 delay_10nus(10); //100us DQ = 1; //釋放總線 write_data>>=1; } } 讀時序 總線控制器發(fā)起讀時序時，DS18B20僅被用來傳輸數(shù)據(jù)給控制器。因此，總線控制器在發(fā)出讀暫存器指令[BEh]或讀電源模式指令[B4H]后必須立刻開始讀時序，DS18B20可以提供請求信息。除此之外，總線控制器在發(fā)出發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令[44h]或召回EEPROM指令[B8h]之后讀時序，詳見DS18B20 RAM操作指令。 file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image033.png 所有讀時序必須最少60us,包括兩個讀周期間至少1us的恢復(fù)時間。當(dāng)總線控制器把數(shù)據(jù)線從高電平拉到低電平時，讀時序開始，數(shù)據(jù)線必須至少保持 1us,然后總線被釋放。在總線控制器發(fā)出讀時序后，DS18B20 通過拉高或拉低總線上來傳輸1或0。當(dāng)傳輸邏輯0結(jié)束后，總線將被釋放，通過上拉電阻回到上升沿狀態(tài)。從DS18B20輸出的數(shù)據(jù)在讀時序的下降沿出現(xiàn)后15us內(nèi)有效。 因此，總線控制器在讀時序開始后必須停止把 I/O腳驅(qū)動為低電平15us,以讀取I/O腳狀態(tài)。 當(dāng)要讀取 DS18B20 的數(shù)據(jù)的時候，我們的單片機(jī)首先要拉低這個引腳，并且至少保持1us 的時間，然后釋放引腳，釋放完畢后要盡快讀取。從拉低這個引腳到讀取引腳狀態(tài)，不能超過 15us。大家從圖可以看出來，主機(jī)采樣時間，也就是 MASTER SAMPLES，是在 15us 之內(nèi)必須完成的，讀取一個字節(jié)數(shù)據(jù)的程序如下。 /************************************************************ * 函數(shù)名稱 : DS18B20_Read * 函數(shù)功能 : 讀時隙 * 輸入?yún)?shù) : 無 * 返回參數(shù) : 一字節(jié)數(shù)據(jù)read_data *************************************************************/ uchar DS18B20_Read() { uchar i=0; uchar read_data = 0; for (i=8;i>0;i--) { DQ = 0; //給脈沖信號 read_data>>=1; DQ = 1; //結(jié)束低電平脈沖，等待DS18B20輸出數(shù)據(jù) if(DQ) //如果輸出1，則更新read_data;如果輸出0，則保持read_data不變，直接移位 read_data|=0x80; delay_10nus(10); } return(read_data); } 3、RAM操作命令 參見“高速暫存RAM及RAM操作指令”一節(jié)，對讀寫0時隙有清楚理解后這部分沒有問題！ 4、數(shù)據(jù)處理 參見“基于51單片機(jī)的DS18B20數(shù)字溫度計(jì)16管腳LCD12864液晶顯示程序”，程序公布于微信公眾號：AutoCodes 第六部分：小結(jié)我們來總結(jié)一下上面的內(nèi)容 第一步：接線 第二步：初始化 第三步：ROM操作命令 ROM操作命令總共5個，實(shí)際上是干嘛的呢？就是對64位激光ROM進(jìn)行操作，通過唯一的序列號可以去查總線上有多少個測溫芯片、可以通過篩選對其中一個進(jìn)行操作、可以在有報警時查找哪只芯片報警、可以讀出序列號，當(dāng)然也可以直接跳過ROM操作（跳過ROM命令），我們對一個DS18B20進(jìn)行操作，多數(shù)使用跳過ROM指令； 第三步：RAM操作（功能操作）命令 6個，可以發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換指令，發(fā)出后芯片就可以轉(zhuǎn)換溫度了，溫度值就保存在0、1兩個字節(jié)中；也可以寫RAM的2、3、4字節(jié)，就是寫TH、TL、配置寄存器三個；寫入的2、3、4字節(jié)可以再拷貝到EEPROM中；也可以從EEPROM拷貝到暫存RAM中；還可以讀電源模式（外部供電和寄生電源供電）；當(dāng)然還可以從1字節(jié)讀到9字節(jié)；一條控制操作命令指示 DS1820 完成一次溫度測量。測量結(jié)果放在DS1820 的暫存器里，用一條讀暫存器內(nèi)容的存儲器操作命令可以把暫存器中數(shù)據(jù)讀出。 第四步：數(shù)據(jù)處理 讀出16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)后，需要結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)特性判斷溫度正負(fù)，輸出數(shù)據(jù)等操作。詳細(xì)資料請關(guān)注微信公眾號：AutoCodes -------------------------------------------------------------------------- 本人知識掌握水平一般，理解能力一般，表達(dá)水平一般，以上內(nèi)容如有錯誤還煩請大佬指點(diǎn)！不勝感激！ | 
QQ好友和群
QQ空間
騰訊微博
騰訊朋友
收藏
淘帖
頂
踩
