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

; I3 g3 P4 ?/ Z: ^* r* w

其内部结构如下所示

: W# e+ `5 d- p' \, o) _% D

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

. }. B) r1 E$ Q: r/ n& T9 @

! E( Z! |0 k: N7 z7 @4 I& Y

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

" G/ o$ w/ A8 ~

8 C" V, \( {% I9 ?

9 U. j; n3 }2 \  o' P. }( }

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

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

# m  ~/ i6 B, C% [6 L

) ]+ _9 O: V0 \* N# t- u0 F7 S

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
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
. g# y0 L$ _% D) a( _1 x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 G& j* y/ V7 L2 J6 ^

以下是驱动代码,STM32驱动代码中使用了位段操作

1. #ifndef __Ds18b20H
   
2. #define __Ds18b20H
   8 n: M/ ~5 c$ _* L
3. #include "ioremap.h"   
   ) b6 p' C  U3 Z# _' T9 D" I6 N
4. #include "delay.h"
   ' K$ M0 |% ~9 w1 @6 s
5. #include "uart.h"
   3 u0 ?; O$ m) N# p. i+ Q; D
6. 
   
7. 
   / Y' f) a5 J  a# P, s5 a7 G! [) ~" w
8. //IO方向设置
   0 ~$ `" q) @# D- P
9. #define Ds18b20IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
   
10. #define Ds18b20IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}
    1 P, M* v8 N0 \
11. 
    
12. 
    
13. 
    
14. ////IO操作函数                                                                                          
    . Y3 q) t0 M+ N% u! x0 e
15. #define        Ds18b20DQ_OUT PGout(11) //数据端口        PG11
    
16. #define        Ds18b20DQ_IN  PGin(11)  //数据端口        PG11
    
17. 
    " K# [# }3 v, Z
18. 
    
19. 
    
20. 
    
21. u8 Ds18b20Init(void);                        //初始化DS18B20
    3 u7 A( x: ?) |* R$ Q, k. b) W
22. 
    
23. 
    
24. short Ds18b20GetTemp(void);        //获取温度
    . p! S) r& W: t
25. 
    
26. 
    
27. void Ds18b20Start(void);                //开始温度转换
    1 T! e. g' [& a
28. 
    
29. 
    
30. void Ds18b20WriteByte(u8 dat);//写入一个字节
    
31. 
    , C# M" o& z  l( s4 n4 r  U
32. 
    8 t8 \  \; M! r/ p- ~! M  u! L( i
33. u8 Ds18b20ReadByte(void);                //读出一个字节
    ' {8 H! T; g5 H1 M) H
34. 
      y% m5 p. J) O/ j7 P: Z
35. 
    ' e! k7 w2 t& l4 ]/ v# D6 o# o' ~
36. u8 Ds18b20ReadBit(void);                //读出一个位
    4 i3 q8 f) f' c" T
37. 
    ) {  K+ J1 L3 ?+ B" X1 z$ p/ d
38. 
    
39. u8 Ds18b20Check(void);                        //检测是否存在DS18B20
    8 l3 T) t& ~: D
40. 
      ^  v2 p+ m) t$ t( p* |
41. 
    
42. void Ds18b20Rst(void);                        //复位DS18B20   
    ) Z! \% Z) A' N9 @) U4 P; I2 R' h& d: u$ T
43. 
    ! z7 H  a' M. I* f' v
44. void Ds18b20Show(void);
    % T' t: k- I& S& e' r% C8 V# e3 E
45. 
    
46. 
    2 A: D+ Z- k# U( I- x0 m6 j
47. #endif
    % G, Z( i1 r" ]' D. ^2 F+ [

复制代码

1. #include "ds18b20.h"
   
2. 
   8 s7 b& T. I2 D! O# v' [2 b  \) S( b
3. //复位DS18B20
   
4. void Ds18b20Rst(void)          
   / ], e, R' K, b, t$ w) ^6 Y
5. {                 
   ! ]* G# e: X# C$ P1 c; p, r4 g
6.     Ds18b20IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
   / v. z) H1 ~# A0 b# [9 [
7.     Ds18b20DQ_OUT=0; //拉低DQ
   
8.     DelayUs(750);    //拉低750us
     h- O3 i. c- J
9.     Ds18b20DQ_OUT=1; //DQ=1
   0 ^. n4 H6 c3 A# Z# Z& }$ r
10.     DelayUs(15);     //15US
    ( q  Z! N% N/ w3 y7 V
11. }
    
12. 
      e( B# a9 r2 A. P1 o* r, D! U. h  U
13. 
    
14. //等待DS18B20的回应
    + @0 p; M; ], z
15. //返回1:未检测到DS18B20的存在
    
16. //返回0:存在
    9 N& @8 w' Y. a0 e; [9 r2 L
17. u8 Ds18b20Check(void)           
    
18. {   
    9 o; G: E; D/ k
19.     u8 retry=0;
    " o6 g- g3 @5 }: _& _" z
20.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT         
    9 k6 L1 j( W3 _! \) z
21.     while (Ds18b20DQ_IN&&retry<200)
    
22.     {
    % s7 H& N5 f. z$ n% M0 p  U
23.         retry++;
    % V* D  a3 {, L; ^
24.         DelayUs(1);
    
25.     };         
    
26.     if(retry>=200)return 1;
    
27.     else retry=0;
    
28.     while (!Ds18b20DQ_IN&&retry<240)
    
29.     {
    0 S( v6 G* h2 C7 ^, Q4 @$ u4 J# v
30.         retry++;
    
31.         DelayUs(1);
    
32.     };
    ) P1 K. S# C6 J- w5 q$ Y9 Y
33.     if(retry>=240)return 1;            
    
34.     return 0;
    * Q4 n7 k9 N! f
35. }
    7 M. Z1 F8 I$ {( A5 C0 E+ C
36. 
    # J% l/ g0 s' ^$ i; E1 L! S
37. 
    
38. //从DS18B20读取一个位
    7 f" ]3 T9 V6 I" _. j4 V1 W
39. //返回值：1/0
    
40. u8 Ds18b20ReadBit(void)                          // read one bit
    
41. {
    
42.     u8 data;
    
43.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT
    
44.     Ds18b20DQ_OUT=0;
    & O/ ]/ W( E. g: P. b- A
45.     DelayUs(2);
    
46.     Ds18b20DQ_OUT=1;
    + |) i1 ]; R) R0 B& s4 ?6 s8 V
47.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT
    
48.     DelayUs(12);
    
49.     if(Ds18b20DQ_IN)data=1;
    
50.     else data=0;         
    / v; G  ?; c" d. Q; z  X+ I& ?
51.     DelayUs(50);           
    - G( X( h) ]6 K/ e3 o5 e+ E! R) o
52.     return data;
    / u2 i( ^' a7 x4 M
53. }
    
54. 
    
55. 
    
56. //从DS18B20读取一个字节
    
57. //返回值：读到的数据
    
58. u8 Ds18b20ReadByte(void)    // read one byte
    
59. {        
    ' D6 u0 z' b3 D8 C& |4 f$ k6 T+ |
60.     u8 i,j,dat;
    1 E9 q8 K, ?5 w1 o( g/ Y7 O# a* `& q4 b
61.     dat=0;
    
62.     for (i=1;i<=8;i++)
    
63.     {
    ) e2 e( V2 |3 z8 F6 @
64.         j=Ds18b20ReadBit();
    
65.         dat=(j<<7)|(dat>>1);
    
66.     }                                                    
    3 Z- p) g8 G/ U4 I6 z# B
67.     return dat;
    $ Z7 j% R2 \$ a, J3 |* C0 P
68. }
    
69. 
    
70. 
    * V6 {# m2 c( `) L% c1 H
71. //写一个字节到DS18B20
    - u1 F# O3 H* u: n
72. //dat：要写入的字节
    
73. void Ds18b20WriteByte(u8 dat)     
    
74. {            
    
75.     u8 j;
    $ j  t* {, `8 c/ E
76.     u8 testb;
    : J. f, k/ U' I1 t6 c
77.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
    . x# P- a* T2 U; p% s
78.     for (j=1;j<=8;j++)
    ( u6 b6 K- s% J
79.     {
    
80.         testb=dat&0x01;
    ) A9 ]7 g+ N0 Q& Z1 n
81.         dat=dat>>1;
    
82.         if (testb)
    
83.         {
    : W2 ~0 j, n4 O1 Y$ S
84.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 1
    
85.             DelayUs(2);                           
    
86.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    ' V, @( e; I( u& {# }: U0 g
87.             DelayUs(60);            
    
88.         }
    
89.         else
    8 V8 `0 T% `& A, o3 ^
90.         {
    5 G' R% S. ]: U) I2 t( Q
91.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 0
    2 ]2 |+ v% J- h7 J* c; E6 `
92.             DelayUs(60);            
    . p1 m- h) d. u$ D" V4 g
93.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    
94.             DelayUs(2);                          
    
95.         }
    
96.     }
    
97. }
    4 Z# O, B$ ?: |
98. 
    % O4 s$ Q* i' C4 I
99. 
    
100. //开始温度转换
     ! p3 B' O- x9 |- V
101. void Ds18b20Start(void)// ds1820 start convert
     
102. {                                                                 
     3 t& `: n' x5 [* {
103.     Ds18b20Rst();          
     . r' e# ]* P5 _# h" g
104.     Ds18b20Check();         
     ! D% W: Q. k- l7 l; x# D" X
105.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     ' j4 j2 h  y5 @# Z1 Q5 R9 k
106.     Ds18b20WriteByte(0x44);// convert
     
107. }
     
108. 
     3 o. a+ ?! e# ]
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
     " y, i0 o2 G% I  ~
112. //返回0:存在             
     , F2 {; w2 d0 Z) i9 O
113. u8 Ds18b20Init(void)
     
114. {
     
115.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
     
116.    
     
117.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);         //使能PORTG口时钟
     
118.    
     ) U7 B2 j2 ]( q5 N: h
119.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;                                //PORTG.11 推挽输出
     $ X! d- P3 R. J* F- G
120.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                   
     
121.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
     
122.     GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
     
123.    
     0 i( C; U5 f4 D3 H
124.     GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
     : t2 |  M. D) R3 T7 p! |7 \& X% B
125.    
     
126.     Ds18b20Rst();
     " q2 ?: |9 E( h: s5 [% Y* s0 r
127.    
     
128.     return Ds18b20Check();
     
129. }  
     
130. 
     
131. 
     
132. //从ds18b20得到温度值
     , k) Q' d$ M/ Y' k/ |* [$ B
133. //精度：0.1C
     
134. //返回值：温度值 （-550~1250）
     
135. short Ds18b20GetTemp(void)
     
136. {
     : H! X0 Y- {7 @3 @5 p$ u$ l
137.     u8 temp;
     
138.     u8 TL,TH;
     ' X- ?4 G# d& N# u4 M
139.     short tem;
     
140.     Ds18b20Start ();                    // ds1820 start convert
     - w4 B- _' q7 U( c
141.     Ds18b20Rst();
     : }5 i+ m/ s8 R
142.     Ds18b20Check();         
     , A* _9 Q: ?5 [
143.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     
144.     Ds18b20WriteByte(0xbe);// convert            
       g4 E; K5 N  [3 I* y" D
145.     TL=Ds18b20ReadByte(); // LSB   
     2 u& v, J$ ~  N" b# }
146.     TH=Ds18b20ReadByte(); // MSB  
     ( Q2 ^& D8 Y& H, i* M: `
147.    
     0 W1 q; r% t& D: {
148.     if(TH>7)
     
149.     {
     : ?  `. E7 d- v0 @7 {
150.         TH=~TH;
     
151.         TL=~TL;
     
152.         temp=0;//温度为负  
     
153.     }else temp=1;//温度为正                    
     
154.     tem=TH; //获得高八位
     
155.     tem<<=8;   
     & m+ N: v5 ^2 M, |/ S+ B5 a
156.     tem+=TL;//获得底八位
     7 C5 U2 I9 b: ?5 ~
157.     tem=(short)((float)tem*0.625);//转换     
     + i( f& b8 W' o* [0 D3 X, a
158.     if(temp)return tem; //返回温度值
     
159.     else return -tem;   
     ( n/ p& I6 ]1 ]& z
160. }
     # D1 M: Z- N. J$ ]0 ^) e
161. 
     ; ]  y" }; x! ~& t
162. void Ds18b20Show(void)
     & D) O4 S' S6 O6 S, V  R8 B
163. {
     - A* I# G" i+ S1 i/ I
164.         short t = 0;
     $ f# d* V" K6 f) e
165.         t = Ds18b20GetTemp();
     
166.         printf("ds18b20 temp is %d\r\n",t);
     3 o% q, a  a" m  C6 {* D- I" U  u
167. }

复制代码

8 e5 c! i, |5 |& u- A
% I& C) E5 p4 c+ N