17.DS18B20温度传感器

单总线通信（Onewire）

温度传感器DS18B20

当总线的数据传输速率一般为16.3Kbit/s，最大可达142Kbit/s，通常采用100Kbit/s以下的速率传输数据。

温度传感器DS18B20原理图如下：
在这里插入图片描述
由图知，DS18B20温度传感器接在P14管脚，P14管脚和Vcc间接有一个上拉电阻。

1.初始化
DS18B20初始化函数：

void Init_DS18B20(void)
{
	DQ=0;
	Delay500us();
	DQ=1;
	Delay500us();
}

根据其时序图，初始化先将DQ拉低，延时，然后再拉高，延时。
在这里插入图片描述
2.ROM命令，跟随需要交换的数据。
与DS18B20相连的只有一条总线P14，所以我们可以使用忽略ROM指令CCH。

即（写字节指令将在后边介绍）

DS18B20_WriteByte(0XCC);

3.功能命令，跟随需要交换的数据。
我们将会使用到温度转换指令44H和读寄存器指令BEH（写字节指令将在后边介绍）
在这里插入图片描述

即

DS18B20_WriteByte(0X44);
和
DS18B20_WriteByte(0XBE);

所有的数据和指令的传递都是从最低有效位开始通过单总线。

补充：

写字节指令：

void DS18B20_WriteByte(uchar dat)
{
	uchar i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ=0;
		DQ=dat&0X01;		//写入数据最低位
		Delay80us();
		DQ=1;
		dat>>=1;
	}
}

根据其时序图，写入字节到温度传感器时，先将DQ拉低，写入数据最低位（根据数据0和1确定低和高），延迟至少60us使DS18B20采样后再拉高，再次写入即重复上述过程。如上循环及移位进行8次，可将dat中的数据全部通过单总线由最低位向最高位的顺序写入传感器。
在这里插入图片描述
读字节指令：

uchar DS18B20_ReadByte(void)
{
	uchar i;
	uchar dat;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		DQ=0;
		dat>>=1;
		DQ=1;
		if(DQ==1)
		{
			dat|=0X80;		//读出数据最低位
		}
		Delay80us();
	}
	
	return dat;
}

根据其时序图，由传感器读出字节时，先将DQ拉低，然后再拉高，此时根据DQ电平高低读出数据最低位，延迟至少60us使DS18B20采样，再次写入即重复上述过程。如上循环及移位进行8次，可将dat中的数据全部通过单总线由最低位向最高位的顺序读出传感器。
在这里插入图片描述
温度传感器的显示：
由下面例子可知，16位二进制数，高4位为正负，低4位为小数，中间8位为整数值

整数表示：去掉高4位、低4位，保留中间8位，即为整数值；
小数表示：去掉高4位，保留低12位，12位数据温度精度为0.0625℃。
一般不需要进行精度调整，使用默认的即可，温度传感器精度为用户可编程的9,10,11或12位，分别以0.5℃，0.25℃，0.125℃，0.0625℃增量递增，在上电状态下默认的精度为12位。
1.温度检测程序：（整数表示）

uchar TemperGet(void)
{
	uchar low,high;
	uchar temp;
	
	Init_DS18B20();
	DS18B20_WriteByte(0XCC);
	DS18B20_WriteByte(0X44);
	Delay500us();
	
	Init_DS18B20();
	DS18B20_WriteByte(0XCC);
	DS18B20_WriteByte(0XBE);
	
	low=DS18B20_ReadByte();
	high=DS18B20_ReadByte();
	
	temp=high<<4;		//假设high是0000 0001——0001 0000
	temp=temp|(low>>4);	//假设low是1001 1001——0000 1001
						//那么temp=0001 1001
	return temp;
}

2.温度检测程序：（小数表示）

long TemperGet(void)
{
	uchar high,low;
	long temp;
	
	Init_DS18B20();
	DS18B20_WriteByte(0XCC);
	DS18B20_WriteByte(0X44);
	
	Init_DS18B20();
	DS18B20_WriteByte(0XCC);
	DS18B20_WriteByte(0XBE);
	
	low=DS18B20_ReadByte();
	high=DS18B20_ReadByte();
	
	temp=high&0X0F;
	temp<<=8;
	temp|=low;
	
	temp=temp*625;				//12位，精度为0.0625℃/位
	
	return temp;
}

以下为完整的工程代码，可供下载：
温度传感器DS18B20的完整代码（舍弃小数部分）
温度传感器DS18B20的完整代码（保留小数部分）