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

* l/ l' f' n' V' A9 K  d. L

其内部结构如下所示

8 f% ~( e: r; R+ [0 ~7 T( @

DS18B20的通讯方式是单总线的,一般而言,我们遇到的封装都是如下

* K# X$ M8 N# _- d, T1 I

  ?7 p6 Z) K) P; d- U

其中DQ就是主要的通讯线路,对DS的读取和写入都需要主机来控制DQ线路的DQ高低电平的时间来确定,具体如下

一般而言,DQ线需要接一个上拉电阻,所以,才写操作的最后一步都需要将总线拉高
* c0 c. m1 r/ b2 Z& w! \

2 @; y' H$ [, h- n+ k( ~5 T

* U' p6 Q+ h: ?

* I. W7 n4 Q# h  t7 o( }! R- b

向DS写0需要总线拉低至少60US最多120US就算完成,也就是说,1-->0(持续60-120us)-->1 写入了0

像DS写入1需要总线拉低最少1us最多15US,然后总线拉高,拉高时间至少15us,一般40us以上即可  1->0(1-15us,推荐5us)-->1(持续15us以上,推荐40us)

由此可见,DS的总线采样实在总线拉低之后的15us开始的

读取DS分别为读取1和读取0,但是这两者时序是统一的

首先总线拉低至少1us,最多15us,还是选择2us,然后释放总线(也就是说进入输入模式),等待15us以上的事件,然后采样,高电平为1低电平为0

1-->0(持续2us,最多15us)-->等待15us以上60us以下-->采样总线电平,得到1或者0,记得采样完成之后切换到输出模式将总线拉高便于下一次使用

9 `6 q0 C' J$ W1 u- j5 K

DS18B20的命令

DS1820有三个主要数字部件：1）64位激光ROM，2）温度传感器，3）非易失性温度报警触发器TH和TL

启动温度转换的命令是0X44,读取命令是0XBE

所以一般而言,对于DS的驱动包含以下几步

复位-->发 SKIP ROM 命令（0XCC）-->发开始转换命令（0X44）-->延时-->复
  E. T. r. E: i) w) ]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
* y+ l0 \3 j* {  {$ c温度)-->结束

我们在读取的时候只读取两个字节的原因在于DS的存储器布局

前两个就是我们需要的温度,当然也可以读取全部的,扩展驱动达到其他目的

9 D  \% D$ ]% c' Z' A9 }* W8 X- A

以下是驱动代码,STM32驱动代码中使用了位段操作

1. #ifndef __Ds18b20H
   0 [' g- u8 u2 D6 P% a9 I# A, u
2. #define __Ds18b20H
   ' F/ ^4 M7 e# G9 U, h# l  A
3. #include "ioremap.h"   
     l1 G, x5 C( \" D
4. #include "delay.h"
   
5. #include "uart.h"
   
6. 
   
7. 
   
8. //IO方向设置
   7 y5 P9 d' A+ H0 B
9. #define Ds18b20IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
   
10. #define Ds18b20IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}
    
11. 
    
12. 
    
13. 
    1 C2 ^' O) X$ J! x
14. ////IO操作函数                                                                                          
    
15. #define        Ds18b20DQ_OUT PGout(11) //数据端口        PG11
    
16. #define        Ds18b20DQ_IN  PGin(11)  //数据端口        PG11
    
17. 
    / _1 ~# b3 K& t; k, {
18. 
    
19. 
    
20. 
    
21. u8 Ds18b20Init(void);                        //初始化DS18B20
    ; I) O: o/ T7 O/ h
22. 
    
23. 
    
24. short Ds18b20GetTemp(void);        //获取温度
    . a' C( a0 Y$ A7 P
25. 
    
26. 
    
27. void Ds18b20Start(void);                //开始温度转换
    1 H  D( a  x3 a/ a1 h7 ?
28. 
    
29. 
    ( A; w/ w7 W  B: A/ T) W
30. void Ds18b20WriteByte(u8 dat);//写入一个字节
    4 ?: X* w3 W3 I! K% Z
31. 
      n; I) ?* c" v) P' F5 k* ?* m
32. 
    ( `/ X; r, F9 L, R0 W3 S
33. u8 Ds18b20ReadByte(void);                //读出一个字节
    6 X) n) m" ^0 v0 v# t( u* V
34. 
    / F7 U" k* A! s) a
35. 
    
36. u8 Ds18b20ReadBit(void);                //读出一个位
    
37. 
    
38. 
    2 J3 s9 M4 b  v- ?
39. u8 Ds18b20Check(void);                        //检测是否存在DS18B20
    : C$ u0 W! }% a! M5 [4 ~& b3 }
40. 
    # J' G8 j. k- h' h- {. I5 r: C+ u
41. 
    
42. void Ds18b20Rst(void);                        //复位DS18B20   
    ' r+ H" h4 A. P+ _8 y! Y
43. 
    ; T% w) S6 K, Y& }" F2 [1 q/ i
44. void Ds18b20Show(void);
    
45. 
    
46. 
    
47. #endif
    * P' U7 h- f0 [- o- a% Y% g

复制代码

1. #include "ds18b20.h"
   1 L% f" _" p( z$ J, r- Y3 a& \
2. 
   0 g, M! \8 g- t2 v7 Q
3. //复位DS18B20
   
4. void Ds18b20Rst(void)          
   # k# r% z& q: A+ ~8 j
5. {                 
   
6.     Ds18b20IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
   
7.     Ds18b20DQ_OUT=0; //拉低DQ
   5 r# j1 B0 ^8 \/ n) J1 b( L
8.     DelayUs(750);    //拉低750us
   
9.     Ds18b20DQ_OUT=1; //DQ=1
   
10.     DelayUs(15);     //15US
    
11. }
    - t) n8 Y* I8 h" s
12. 
    
13. 
    2 T  ^1 j; x- B" ^5 y, k
14. //等待DS18B20的回应
    
15. //返回1:未检测到DS18B20的存在
      h! s7 g' F# N7 K8 w
16. //返回0:存在
    ( T& @0 @& s4 e: s
17. u8 Ds18b20Check(void)           
    : K3 [8 \( [. I1 i1 |+ a
18. {   
    
19.     u8 retry=0;
    ) I; w1 U3 a& _' H& d- Y
20.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT         
    
21.     while (Ds18b20DQ_IN&&retry<200)
    
22.     {
    . p  Y' Z- Z5 M3 Z) m
23.         retry++;
    9 [' u8 K& g& ?" G0 F" q" W$ i
24.         DelayUs(1);
    
25.     };         
    + H) B& i# v9 t  z) ], m
26.     if(retry>=200)return 1;
    
27.     else retry=0;
    # w/ }4 [$ O! f2 @7 n
28.     while (!Ds18b20DQ_IN&&retry<240)
    
29.     {
    
30.         retry++;
    2 c. v9 i: K2 z+ V/ H: s3 E5 ^
31.         DelayUs(1);
    
32.     };
    $ o- l4 Q' E! M% j
33.     if(retry>=240)return 1;            
    " j& ~. T' \. `0 F3 ^  k( g
34.     return 0;
    , B6 [8 C; p8 ~2 R  g  z) t3 M
35. }
    ) _6 }( [% z2 ~/ \# x0 Q
36. 
    
37. 
    
38. //从DS18B20读取一个位
    5 _3 c" ?2 `  E. s$ V% {
39. //返回值：1/0
    2 O- k1 c0 ^9 F' K7 X1 h& C
40. u8 Ds18b20ReadBit(void)                          // read one bit
    6 Y9 [( ^" e$ V9 Q
41. {
    & ^4 V. O. H$ i$ U( `
42.     u8 data;
    ) K; |6 b, H2 v; @8 X  E) Q$ s3 e
43.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT
    & Q: ^6 [5 F. \# U
44.     Ds18b20DQ_OUT=0;
    
45.     DelayUs(2);
    
46.     Ds18b20DQ_OUT=1;
    ! H0 {5 w& V2 [  s# V0 C1 V- A# H
47.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT
    ( P; f* p4 p  w, h, n
48.     DelayUs(12);
    
49.     if(Ds18b20DQ_IN)data=1;
    
50.     else data=0;         
    / ]$ x/ ]4 [- H, g
51.     DelayUs(50);           
    
52.     return data;
    
53. }
    
54. 
    " e7 V" z0 G, W  b! Z# V8 A
55. 
    - S) Y% A: N( S2 S) c! S( j
56. //从DS18B20读取一个字节
    5 q! x' }& l, S8 h) Y
57. //返回值：读到的数据
    ; [" m$ G1 @: U  T) E4 N/ ^' D
58. u8 Ds18b20ReadByte(void)    // read one byte
    " k# J0 g: m7 T! b
59. {        
    , x0 S, U# l/ N0 B9 o- o* x' I
60.     u8 i,j,dat;
    " n3 L( S/ }1 G, M* e9 m
61.     dat=0;
    " T3 m$ x& @# ]
62.     for (i=1;i<=8;i++)
    ' _& N  h+ _5 A9 Z* I
63.     {
    
64.         j=Ds18b20ReadBit();
    
65.         dat=(j<<7)|(dat>>1);
    
66.     }                                                    
    
67.     return dat;
    
68. }
    2 D( _6 ]* S& C+ G8 m3 G
69. 
    
70. 
    % d* g1 p% [1 T5 l' [% y
71. //写一个字节到DS18B20
    # i5 p8 A7 E+ o8 u  e
72. //dat：要写入的字节
    ' y% z- K2 m0 @' v
73. void Ds18b20WriteByte(u8 dat)     
    1 l: P/ d9 f( R! g8 Q, N
74. {            
    / T: m8 O8 x5 P2 S4 Q' \. G
75.     u8 j;
    9 o+ E2 B, ^2 q* c4 M: H9 W& Q5 t# B- A
76.     u8 testb;
    
77.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
    ' X% S% a/ l/ l( U# p/ F
78.     for (j=1;j<=8;j++)
    ; W. i% o  W% a7 t( f
79.     {
    
80.         testb=dat&0x01;
      @! \6 {# x& B! w6 O
81.         dat=dat>>1;
    
82.         if (testb)
    # B/ V+ S: ]1 O/ q% L# g+ Z
83.         {
    6 D, ?; Y$ n9 P) u
84.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 1
    
85.             DelayUs(2);                           
    . z* k4 x$ R7 n1 c
86.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    
87.             DelayUs(60);            
    ' C2 D; E( c6 T) U
88.         }
    
89.         else
    * Z5 @$ g' J6 g# B0 |8 {9 d8 T- F
90.         {
    " m3 a. z6 w. Q; K9 y5 p) H
91.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 0
      M1 e; u6 N$ G8 \+ ~
92.             DelayUs(60);            
    . u' s, v; H5 c! p$ L
93.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    
94.             DelayUs(2);                          
    ) k$ H, @7 E1 _& Y, K3 a/ r
95.         }
    , h, T) J0 U, s
96.     }
    
97. }
    3 z; A4 N) q/ X* O1 y9 I0 C
98. 
    
99. 
    
100. //开始温度转换
     2 A: W# z6 `6 r, i0 I
101. void Ds18b20Start(void)// ds1820 start convert
     # [, b) D- Q7 `" u* K2 h3 ?/ j( L* j
102. {                                                                 
     3 q, ~$ ^' F2 R: ]9 G2 {
103.     Ds18b20Rst();          
     & v1 J* L4 M0 w! n2 f* z
104.     Ds18b20Check();         
     6 C- c; y) u- y' D
105.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     ( ^. R( M5 m5 U: z0 w
106.     Ds18b20WriteByte(0x44);// convert
     
107. }
     
108. 
     
109. 
     
110. //初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
     
111. //返回1:不存在
     
112. //返回0:存在             
     : s6 E1 X; m, X6 _4 [5 P0 L
113. u8 Ds18b20Init(void)
     
114. {
     ( y8 s5 Y; ?2 n$ L7 t! O
115.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
     
116.    
     
117.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);         //使能PORTG口时钟
     & p( T! L+ \8 p3 q( [3 Q1 j0 _
118.    
     # }. V' b- i' P# s( m0 u# S, Z# }2 u
119.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;                                //PORTG.11 推挽输出
     8 ]0 h6 G- P. O0 P6 _& F
120.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                   
     7 V! {) I. z3 ]! I0 H* r, l( j+ _
121.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
     ) V, y: n/ r- S/ M
122.     GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
     
123.    
     % N$ U0 I1 Z  g# A) V3 u; n  K
124.     GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
     - V* u* M2 y$ g& F" g
125.    
     
126.     Ds18b20Rst();
     ( h2 j8 k8 _+ w; U
127.    
     
128.     return Ds18b20Check();
     * E. P+ y0 E* z7 g' Y2 S
129. }  
     
130. 
     
131. 
     
132. //从ds18b20得到温度值
     ; ?9 {2 r$ |8 B- R( K7 m7 R  q
133. //精度：0.1C
     
134. //返回值：温度值 （-550~1250）
     / c0 w, n! w+ @$ {0 c) ]  e) p- r
135. short Ds18b20GetTemp(void)
     
136. {
     ) }$ `+ V* Q3 K: h! l
137.     u8 temp;
     
138.     u8 TL,TH;
     3 o* M' h1 H5 O* l0 o) O
139.     short tem;
     
140.     Ds18b20Start ();                    // ds1820 start convert
     
141.     Ds18b20Rst();
     $ j+ l1 ?0 ~# u9 `4 f
142.     Ds18b20Check();         
     
143.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     $ `8 C6 m! Q; w- a( i
144.     Ds18b20WriteByte(0xbe);// convert            
     
145.     TL=Ds18b20ReadByte(); // LSB   
     
146.     TH=Ds18b20ReadByte(); // MSB  
     ' I( b& x1 J! l8 x3 b+ j# B( _: c
147.    
     / ~( n8 R" K/ P" E3 B% M
148.     if(TH>7)
     
149.     {
     
150.         TH=~TH;
     + N2 {* b! y1 |0 ]& S4 O/ B
151.         TL=~TL;
     - {& }* g5 H7 I) w. Y
152.         temp=0;//温度为负  
     ! u) e! m, B# ]5 Q. W6 y1 z7 _6 i
153.     }else temp=1;//温度为正                    
     , r" V7 G0 l; c, {7 Y
154.     tem=TH; //获得高八位
     - ]2 l+ ~# G/ o3 i* `# f) F8 D
155.     tem<<=8;   
     
156.     tem+=TL;//获得底八位
     
157.     tem=(short)((float)tem*0.625);//转换     
     ' P, T8 e* }  q* w- d
158.     if(temp)return tem; //返回温度值
     
159.     else return -tem;   
     - s! P  g) Q- o
160. }
     
161. 
     
162. void Ds18b20Show(void)
     
163. {
     
164.         short t = 0;
     
165.         t = Ds18b20GetTemp();
     
166.         printf("ds18b20 temp is %d\r\n",t);
     4 c8 c5 ?5 i% h# N- A6 ~
167. }

复制代码

5 N0 C1 Z% h3 m+ P: T
" `4 Y0 u1 ~/ n' k6 D$ m