1 .DS18B20 简介
DS18B20
是由
DALLAS
半导体公司推出的一种的“一线总线”接口的温度传感器。与传
统的热敏电阻等测温元件相比，它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的
数字化温度传感器。一线总线结构具有简洁且经济的特点，可使用户轻松地组建传感器网络，
从而为测量系统的构建引入全新概念，测量温度范围为
-55~+125
℃ ，精度为±
0
．
5
℃。现场温
度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。它能直接读出被测温度，
并且可根据实际要求通过简单的编程实现
9~l2
位的数字值读数方式。它工作在
3
—
5
．
5 V
的电
压范围，采用多种封装形式，从而使系统设计灵活、方便，设定分辨率及用户设定的报警温度
存储在
EEPROM 中，掉电后依然保存。其内部结构如图
所示：
ROM
中的
64
位序列号是出厂前被光记好的，它可以看作是该
DS18B20
的地址序列码，每
DS18B20
的
64
位序列号均不相同。
64
位
ROM
的排列是：前
8
位是产品家族码，接着
48
位是
DS18B20
的序列号，最后
8
位是前面
56
位的循环冗余校验码
(CRC=X8+X5 +X4 +1)
。
ROM
作
用是使每一个
DS18B20
都各不相同，这样就可实现一根总线上挂接多个。
所有的单总线器件要求采用严格的信号时序，以保证数据的完整性。
DS18B20
共有
6
种信
号类型：复位脉冲、应答脉冲、写
0
、写
1
、读
0
和读
1
。所有这些信号，除了应答脉冲以外，
都由主机发出同步信号。并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前。这里我们简单介绍
这几个信号的时序：
1.1复位脉冲和应答脉冲
单总线上的所有通信都是以初始化序列开始。主机输出低电平，保持低电平时间至少
480
us
，，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，
4.7K
的上拉电阻将单总线拉高，延时
15
～
60 us
，
并进入接收模式
(Rx)
。接着
DS18B20
拉低总线
60~240 us
，以产生低电平应答脉冲，
若为低电平，再延时
480 us
。
1.2写时序
写时序包括写
0
时序和写
1
时序。所有写时序至少需要
60us
，且在
2
次独立的写时序之间
至少需要
1us
的恢复时间，两种写时序均起始于主机拉低总线。写
1
时序：主机输出低电平，
延时
2us
，然后释放总线，延时
60us
。写
0
时序：主机输出低电平，延时
60us
，然后释放总线，
延时
2us
。
1.3读时序
单总线器件仅在主机发出读时序时，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，
必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要
60us
，且在
2 次独立的读
时序之间至少需要
1us
的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线
1us
。主机在读
时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的
15us
之内采样总线状态。典型的读时序过程为：
主机输出低电平延时
2us
，然后主机转入输入模式延时
12us
，然后读取单总线当前的电平，然
后延时
50us
。
在了解了单总线时序之后，我们来看看
DS18B20
的典型温度读取过程，
DS18B20
的典型
温度读取过程为：复位
→
发
SKIP ROM
命令（
0XCC
）
→
发开始转换命令（
0X44
）
→
延时
→
复
位
→
发送
SKIP ROM
命令（
0XCC
）
→
发读存储器命令（
0XBE
）
→
连续读出两个字节数据
(
即
温度
)
→
结束。
DS18B20
的介绍就到这里，更详细的介绍，请大家参考
DS18B20
的技术手册。
2 硬件连接图
VDD：连接电源3.3v~5v
GND：接地
DQ：单总线接口，连接信号引脚
3 DS18B20部分代码
#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"
//复位 DS18B20
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低 DQ
delay_us(750); //拉低 750us
DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1
delay_us(15); //15US
}
//等待 DS18B20 的回应
//返回 1:未检测到 DS18B20 的存在
//返回 0:存在
u8 DS18B20_Check(void)
{
u8 retry=0;
DS18B20_IO_IN();//SET PA0 INPUT
while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
{
retry++;
delay_us(1);
};
if(retry>=200)return 1;
else retry=0;
while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
{
retry++;
delay_us(1);
};
if(retry>=240)return 1;
return 0;
}
//从 DS18B20 读取一个位
//返回值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void) // read one bit
{
u8 data;
DS18B20_IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT
DS18B20_DQ_OUT=0;
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
DS18B20_IO_IN();//SET PA0 INPUT
delay_us(12);
if(DS18B20_DQ_IN)data=1;
else data=0;
delay_us(50);
return data;
}
//从 DS18B20 读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void) // read one byte
{
u8 i,j,dat;
dat=0;
for (i=1;i<=8;i++)
{
j=DS18B20_Read_Bit();
dat=(j<<7)|(dat>>1);
}
return dat;
}
//写一个字节到 DS18B20
//dat：要写入的字节
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
u8 j;
u8 testb;
DS18B20_IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
for (j=1;j<=8;j++)
{
testb=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if (testb)
{ DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT=1;
delay_us(60);
}
else
{ DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0
delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT=1;
delay_us(2);
}
} }
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
}
//初始化 DS18B20 的 IO 口 DQ 同时检测 DS 的存在
//返回 1:不存在
//返回 0:存在
u8 DS18B20_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE); //使能 PG 口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; //PORTG.11 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure); //初始化 GPIO
GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11); //输出 1
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Check();
} //从 ds18b20 得到温度值
//精度：0.1C
//返回值：温度值 （-550~1250）
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
u8 temp;
u8 TL,TH;
short tem;
DS18B20_Start (); // ds1820 start convert
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert
TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB
if(TH>7)
{
TH=~TH;
TL=~TL;
temp=0; //温度为负
}else temp=1; //温度为正
tem=TH; //获得高八位
tem<<=8;
tem+=TL; //获得底八位
tem=(float)tem*0.625; //转换
if(temp)return tem; //返回温度值
else return -tem;
}
该部分代码就是根据我们前面介绍的单总线操作时序来读取 DS18B20 的温度值的，DS18B20
的温度通过
DS18B20_Get_Temp
函数读取，该函数的返回值为带符号的短整形数据，返回值的
范围为
-550~1250
，其实就是温度值扩大了
10
倍。