DS18B20的特點:

DS18B20 單線數字溫度傳(chuan) 感器，即“一線器件”，其具有獨特的優(you) 點：

( 1 )采用單總線的接口方式 與(yu) 微處理器連接時僅(jin) 需要一條口線即可實現微處理器與(yu) DS18B20 的雙向通訊。單總線具有經濟性好，抗幹擾能力強，適合於(yu) 惡劣環境的現場溫度測量，使用方便等優(you) 點，使用戶可輕鬆地組建傳(chuan) 感器網絡，為(wei) 測量係統的構建引入全新概念。

( 2 )測量溫度範圍寬，測量精度高 DS18B20 的測量範圍為(wei) -55 ℃ ~+ 125 ℃ ; 在 -10~+ 85°C範圍內(nei) ，精度為(wei) ± 0.5°C 。

( 3 )在使用中不需要任何外圍元件。

( 4 )持多點組網功能 多個(ge) DS18B20 可以並聯在惟一的單線上，實現多點測溫。

( 5 )供電方式靈活 DS18B20 可以通過內(nei) 部寄生電路從(cong) 數據線上獲取電源。因此，當數據線上的時序滿足一定的要求時，可以不接外部電源，從(cong) 而使係統結構更趨簡單，可靠性更高。

( 6 )測量參數可配置 DS18B20 的測量分辨率可通過程序設定 9~12 位。

( 7 ) 負壓特性電源極性接反時，溫度計不會(hui) 因發熱而燒毀，但不能正常工作。

( 8 )掉電保護功能 DS18B20 內(nei) 部含有 EEPROM ，在係統掉電以後，它仍可保存分辨率及報警溫度的設定值。

DS18B20 具有體(ti) 積更小、適用電壓更寬、更經濟、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用範圍，適合於(yu) 構建自己的經濟的測溫係統，因此也就被設計者們(men) 所青睞。

DS18B20內(nei) 部結構：

主要由4部分組成：64 位ROM、溫度傳(chuan) 感器、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，每個(ge) DS18B20的64位序列號均不相同。64位ROM的排的循環冗餘(yu) 校驗碼(CRC=X^8+X^5+X^4+1)。 ROM的作用是使每一個(ge) DS18B20都各不相同，這樣就可以實現一根總線上掛接多個(ge) DS18B20的目的。

DS18B20管腳排列：

1. GND為(wei) 電源地;

2. DQ為(wei) 數字信號輸入/輸出端;

3. VDD為(wei) 外接供電電源輸入端(在寄生電源接線方式時接地)

DS18B20內(nei) 部構成：

高速暫存存儲(chu) 器由9個(ge) 字節組成，當溫度轉換命令發布後，經轉換所得的溫度值以二字節補碼形式存放在高速暫存存儲(chu) 器的第0和第1個(ge) 字節。單片機可通過單線接口讀到該數據，讀取時低位在前，高位在後，對應的溫度計算：當符號位S=0時，直接將二進製位轉換為(wei) 十進製;當S=1時，先將補碼變為(wei) 原碼，再計算十進製值。

溫度的低八位數據 0

溫度的高八位數據 1

高溫閥值 2

低溫閥值 3

保留 4

保留 5

計數剩餘(yu) 值 6

每度計數值 7

CRC 校驗 8

DS18B20中的溫度傳(chuan) 感器完成對溫度的測量，用16位二進製形式提供，形式表達，其中S為(wei) 符號位。

例如：

+125℃的數字輸出07D0H

(正溫度直接把16進製數轉成10進製即得到溫度值 )

-55℃的數字輸出為(wei) FC90H。

(負溫度把得到的16進製數取反後加1 再轉成10進製數)

DS18B20的工作時序：

初始化時序

 

主機首先發出一個(ge) 480-960微秒的低電平脈衝(chong) ，然後釋放總線變為(wei) 高電平，並在隨後的480微秒時間內(nei) 對總線進行檢測，如果有低電平出現說明總線上有器件已做出應答。若無低電平出現一直都是高電平說明總線上無器件應答。

做為(wei) 從(cong) 器件的DS18B20在一上電後就一直在檢測總線上是否有480-960微秒的低電平出現，如果有，在總線轉為(wei) 高電平後等待15-60微秒後將總線電平拉低60-240微秒做出響應存在脈衝(chong) ，告訴主機本器件已做好準備。若沒有檢測到就一直在檢測等待。

寫(xie) 操作

寫(xie) 周期最少為(wei) 60微秒，最長不超過120微秒。寫(xie) 周期一開始做為(wei) 主機先把總線拉低1微秒表示寫(xie) 周期開始。隨後若主機想寫(xie) 0，則繼續拉低電平最少60微秒直至寫(xie) 周期結束，然後釋放總線為(wei) 高電平。若主機想寫(xie) 1，在一開始拉低總線電平1微秒後就釋放總線為(wei) 高電平，一直到寫(xie) 周期結束。而做為(wei) 從(cong) 機的DS18B20則在檢測到總線被拉底後等待15微秒然後從(cong) 15us到45us開始對總線采樣，在采樣期內(nei) 總線為(wei) 高電平則為(wei) 1，若采樣期內(nei) 總線為(wei) 低電平則為(wei) 0。

讀操作

對於(yu) 讀數據操作時序也分為(wei) 讀0時序和讀1時序兩(liang) 個(ge) 過程。讀時隙是從(cong) 主機把單總線拉低之後，在1微秒之後就得釋放單總線為(wei) 高電平，以讓DS18B20把數據傳(chuan) 輸到單總線上。DS18B20在檢測到總線被拉低1微秒後，便開始送出數據，若是要送出0就把總線拉為(wei) 低電平直到讀周期結束。若要送出1則釋放總線為(wei) 高電平。主機在一開始拉低總線1微秒後釋放總線，然後在包括前麵的拉低總線電平1微秒在內(nei) 的15微秒時間內(nei) 完成對總線進行采樣檢測，采樣期內(nei) 總線為(wei) 低電平則確認為(wei) 0。采樣期內(nei) 總線為(wei) 高電平則確認為(wei) 1。完成一個(ge) 讀時序過程，至少需要60us才能完成

DS18B20 單線通信：

DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴(yan) 格的時隙概念，如果出現序列混亂(luan) ， 1-WIRE 器件將不響應主機，因此讀寫(xie) 時序很重要。係統對 DS18B20 的各種操作必須按協議進行。根據 DS18B20 的協議規定，微控製器控製 DS18B20 完成溫度的轉換必須經過以下 3個(ge) 步驟 ：

(1)每次讀寫(xie) 前對 DS18B20 進行複位初始化。複位要求主 CPU 將數據線下拉 500us ，然後釋放， DS18B20 收到信號後等待 16us~60us 左右，然後發出60us~240us 的存在低脈衝(chong) ，主 CPU 收到此信號後表示複位成功。

(2)發送一條 ROM 指令

(3)發送存儲(chu) 器指令

 

具體(ti) 操作舉(ju) 例：

現在我們(men) 要做的是讓DS18B20進行一次溫度的轉換，那具體(ti) 的操作就是：

1、主機先作個(ge) 複位操作，

2、主機再寫(xie) 跳過ROM的操作(CCH)命令，

3、然後主機接著寫(xie) 個(ge) 轉換溫度的操作命令，後麵釋放總線至少一秒，讓DS18B20完成轉換的操作。在這裏要注意的是每個(ge) 命令字節在寫(xie) 的時候都是低字節先寫(xie) ，例如CCH的二進製為(wei) 11001100，在寫(xie) 到總線上時要從(cong) 低位開始寫(xie) ，寫(xie) 的順序是“零、零、壹、壹、零、零、壹、壹”。整個(ge) 操作的總線狀態如下圖。

 

讀取RAM內(nei) 的溫度數據。同樣，這個(ge) 操作也要接照三個(ge) 步驟。

1、主機發出複位操作並接收DS18B20的應答(存在)脈衝(chong) 。

2、主機發出跳過對ROM操作的命令(CCH)。

3、主機發出讀取RAM的命令(BEH)，隨後主機依次讀取DS18B20發出的從(cong) 第0一第8，共九個(ge) 字節的數據。如果隻想讀取溫度數據，那在讀完第0和第1個(ge) 數據後就不再理會(hui) 後麵DS18B20發出的數據即可。同樣讀取數據也是低位在前的。整個(ge) 操作的總線狀態如下圖：

C語言代碼

sbit DQ=P3^3;

uchar t; //設置全局變量，專(zhuan) 門用於(yu) 延時程序

bit Init_DS18B20(void)

{

bit flag;

DQ=1;

_nop_(); //??????????????? for(t=0;t<2;t++);

DQ=0;

for(t=0;t<200;t++);

DQ=1;

for(t=0;t<15;t++);//????????????????? for(t=0;t<10;t++);

flag=DQ;

for(t=0;t<200;t++);

return flag;

}

uchar ReadOneChar(void)

{

uchar i=0;

uchar dat;

for(i=0;i<8;i++)

{

DQ=1;

_nop_();

DQ=0;

_nop_();

DQ=1; //人為(wei) 拉高，為(wei) 單片機檢測DS18B20的輸出電平做準備

for(t=0;t<3;t++);//延時月9us ????????????????????????? for(t=0;t<2;t++);

dat>>=1;

if(DQ==1)

{

dat|=0x80;

}

else

dat|=0x00;

for(t=0;t<1;t++);//延時3us，兩(liang) 個(ge) 個(ge) 讀時序間至少需要1us的恢複期 ??????????for(t=0;t<8;t++);

}

return dat;

}

void WriteOneChar(uchar dat)

{

uchar i=0;

for(i=0;i<8;i++)

{

DQ=1;

_nop_();

DQ=0;

_nop_();// ??????????????????????????????????????????????

DQ=dat&0x01;

for(t=0;t<15;t++);//延時約45us，DS18B20在15~60us對數據采樣 ??????????????? for(t=0;t<10;t++);

DQ=1; //釋放數據線

for(t=0;t<1;t++); //延時3us，兩(liang) 個(ge) 寫(xie) 時序間至少需要1us的恢複期

dat>>=1;

}

for(t=0;t<4;t++);

}

void ReadyReadTemp(void)

{

Init_DS18B20();

WriteOneChar(0xcc);

WriteOneChar(0x44);

delaynms(1000); // ?????????????????????????? delaynms(200);

Init_DS18B20();

WriteOneChar(0xcc);

WriteOneChar(0xbe);

}