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

( \, {0 c. A" W, N' q/ R

其内部结构如下所示

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

$ ^' m( m9 q( `% p7 H5 m, {% q

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
  M+ E7 L6 u5 a' b0 U: S

3 X$ L! u0 k  v6 Q$ `( @3 N6 ]

" b/ K/ [6 r+ K8 O8 u

+ E" G9 X7 B# w& P) {; S

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

7 o& W- X9 H* y. _; B' b& Y; N% M

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

) L, _% O: Q9 T$ O$ _& 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

/ N  t, f% m. v* x8 R, p
8 X/ w% S. E9 W) I

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
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

" H2 v) a2 Y( U/ C' `# ?# {6 k6 e

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

$ R( f! E  ]( g) d/ F

以下是驱动代码,STM32驱动代码中使用了位段操作

1. #ifndef __Ds18b20H
   ( }, ~0 p; |0 E! y) a9 y
2. #define __Ds18b20H
   
3. #include "ioremap.h"   
   
4. #include "delay.h"
   5 P) s# d2 Z+ Y$ t( u* X
5. #include "uart.h"
   
6. 
   
7. 
     j# q- i- f9 z+ U! k! O6 x
8. //IO方向设置
   - d1 {# ]8 g3 F
9. #define Ds18b20IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
   9 a6 r) I3 h0 Z
10. #define Ds18b20IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}
    ! x+ [, ~, u: ], K
11. 
    / _* Z8 v+ m& M# ^/ L, K% z" A  _( q
12. 
    7 d, x. y0 W, `& n+ m
13. 
    
14. ////IO操作函数                                                                                          
    # e7 u1 W) d! d# y' P- e
15. #define        Ds18b20DQ_OUT PGout(11) //数据端口        PG11
    ; X0 j! G  b* h/ J4 _
16. #define        Ds18b20DQ_IN  PGin(11)  //数据端口        PG11
    " {9 ]1 d( B: n$ b* C- f# y: J
17. 
    - K/ F4 R1 |7 c/ V! x& A' Q
18. 
    
19. 
    
20. 
    1 b$ W& `7 w5 ]' T
21. u8 Ds18b20Init(void);                        //初始化DS18B20
    
22. 
    9 S7 V, C1 s& G. q( M
23. 
    
24. short Ds18b20GetTemp(void);        //获取温度
    
25. 
    
26. 
    
27. void Ds18b20Start(void);                //开始温度转换
    
28. 
    & j5 b  l, t/ q5 u& D2 l0 y
29. 
    $ ]; \+ l6 \5 @+ k6 x- [, l5 }; h
30. void Ds18b20WriteByte(u8 dat);//写入一个字节
    / g- B- ]1 Y* x: z6 Y
31. 
    
32. 
    
33. u8 Ds18b20ReadByte(void);                //读出一个字节
    6 K7 E) |8 z7 i+ w
34. 
      J- J7 U+ M% q1 R; P* _
35. 
    
36. u8 Ds18b20ReadBit(void);                //读出一个位
    
37. 
    / _' H: E- y) S. h4 n
38. 
    
39. u8 Ds18b20Check(void);                        //检测是否存在DS18B20
    ' C: g& A% n5 X1 _4 R. {( C, v
40. 
    
41. 
    
42. void Ds18b20Rst(void);                        //复位DS18B20   
    
43. 
    1 Y) R' _1 l, M/ f. Y) R  P
44. void Ds18b20Show(void);
    8 a) q2 E, z! l0 s1 a
45. 
    9 |% ^' E" N9 U7 @
46. 
    & z8 s5 C5 i! h3 ]0 B
47. #endif
    

复制代码

1. #include "ds18b20.h"
   
2. 
   - V3 S/ X, n) ~+ [! R. X. u' p
3. //复位DS18B20
   
4. void Ds18b20Rst(void)          
   
5. {                 
   
6.     Ds18b20IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
   . y, M: D+ k% C- O( R/ Q1 {% _& i& Z
7.     Ds18b20DQ_OUT=0; //拉低DQ
   
8.     DelayUs(750);    //拉低750us
   
9.     Ds18b20DQ_OUT=1; //DQ=1
   
10.     DelayUs(15);     //15US
    
11. }
    ; m5 V6 L' i' A/ o) }' L$ Z+ E/ i6 a5 g
12. 
    ! S4 `% m; O- M+ x, D% e8 L
13. 
    , o1 V+ _( I+ [$ `( t' w' j0 N' [
14. //等待DS18B20的回应
    
15. //返回1:未检测到DS18B20的存在
    
16. //返回0:存在
    
17. u8 Ds18b20Check(void)           
    8 ~  j- |9 ~8 @. w* @* [
18. {   
    7 W. q/ h2 B% o
19.     u8 retry=0;
    
20.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT         
    ! ?2 r! l& G: d' G$ j' Z4 L9 a
21.     while (Ds18b20DQ_IN&&retry<200)
    4 A8 M" A2 f4 G$ u0 Q- v5 v. I
22.     {
    
23.         retry++;
    " B7 ]% f- C7 Z" Q9 I; B) R2 h" C
24.         DelayUs(1);
      R9 ^; ?, b( ]/ t* Q3 y
25.     };         
    ! F1 J5 @& x$ m, N
26.     if(retry>=200)return 1;
    
27.     else retry=0;
    
28.     while (!Ds18b20DQ_IN&&retry<240)
    5 u; w3 e* o+ J  f9 e  f7 _: F
29.     {
      C- ^9 S$ l) N& f. g
30.         retry++;
    
31.         DelayUs(1);
    
32.     };
    % T; h, Y/ V- d/ @' S2 y7 h
33.     if(retry>=240)return 1;            
    & C- N4 w% F5 t$ p6 m6 L0 G
34.     return 0;
    
35. }
    & s* k6 q' Z$ w
36. 
    ; V2 v2 n; R$ c9 U( r
37. 
    
38. //从DS18B20读取一个位
    
39. //返回值：1/0
    
40. u8 Ds18b20ReadBit(void)                          // read one bit
    8 y8 w8 i" y, l4 D9 B
41. {
    % H: R, m( N% s5 a, E) x3 Y  t
42.     u8 data;
    * |( {5 @4 ]: B3 Y" {* m& A2 C
43.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT
    8 X. y- u- `4 ]( y
44.     Ds18b20DQ_OUT=0;
    . h7 Z( C+ G; o; l' |$ B3 c
45.     DelayUs(2);
    9 K3 f4 t% f/ g% [: ^
46.     Ds18b20DQ_OUT=1;
    8 |; u5 u1 U" h: m9 \2 l
47.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT
    
48.     DelayUs(12);
    , {$ X. q; g- L+ D8 A
49.     if(Ds18b20DQ_IN)data=1;
    
50.     else data=0;         
    ) m% o- M6 {$ V$ U" H- r! w
51.     DelayUs(50);           
    
52.     return data;
    - X! V8 j" e9 p
53. }
    
54. 
    5 _% C, D) i; u% Y
55. 
    & r, I0 W/ y9 `
56. //从DS18B20读取一个字节
    
57. //返回值：读到的数据
    2 T9 }" }+ E0 q8 F* V
58. u8 Ds18b20ReadByte(void)    // read one byte
    
59. {        
      `  v  M3 y2 Z( M; L
60.     u8 i,j,dat;
    
61.     dat=0;
    ) U0 p8 Z! b9 S, V( d
62.     for (i=1;i<=8;i++)
    9 r8 U$ Z* z5 O: d
63.     {
    
64.         j=Ds18b20ReadBit();
    
65.         dat=(j<<7)|(dat>>1);
    ) j4 k; D4 Z& `8 p- l1 ?# z' [
66.     }                                                    
    
67.     return dat;
    
68. }
    
69. 
    
70. 
    
71. //写一个字节到DS18B20
    4 Y6 r+ ~' C6 h5 @7 Y, m' s; o; m0 i
72. //dat：要写入的字节
    
73. void Ds18b20WriteByte(u8 dat)     
    . F( Z9 I4 \8 s
74. {            
    + e' |2 H. `% j, `! [- a
75.     u8 j;
    % m* m- D. F2 N/ \
76.     u8 testb;
    9 J- a- B, I' I
77.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
    ' L9 p( m$ Z: E5 M* U8 S1 r
78.     for (j=1;j<=8;j++)
    
79.     {
    
80.         testb=dat&0x01;
    
81.         dat=dat>>1;
    
82.         if (testb)
    
83.         {
    8 y$ ^$ R+ Y0 y" N( d- ^" E  Z
84.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 1
    ; l" v- Z- ~$ X* o% @/ `6 ~; u! |
85.             DelayUs(2);                           
    + `; k( w! _3 Y( {. E
86.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    
87.             DelayUs(60);            
    2 N6 R# ^, {8 L" E, k* h
88.         }
    
89.         else
    4 x* B& l* z- F4 M
90.         {
    
91.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 0
    
92.             DelayUs(60);            
    
93.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    
94.             DelayUs(2);                          
    8 P9 b1 \: W2 z6 t; J/ T
95.         }
    9 t% U4 e: K  _7 L- C  `* o
96.     }
    
97. }
    ; P% Y- v* D) r1 e1 V" h
98. 
    
99. 
    
100. //开始温度转换
     
101. void Ds18b20Start(void)// ds1820 start convert
     
102. {                                                                 
     $ F8 K+ N2 A+ x% V& m
103.     Ds18b20Rst();          
     ' I$ _, P) p# b/ ?" Q! v) \& Q: E  _
104.     Ds18b20Check();         
     
105.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     / ?5 I/ r/ m; [! y3 t
106.     Ds18b20WriteByte(0x44);// convert
     ( }+ K1 c: \2 h- ^( Z
107. }
     
108. 
     
109. 
     
110. //初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
     + U* W9 u  g  R, \- q
111. //返回1:不存在
     - T" f# ?' g/ g7 c
112. //返回0:存在             
     5 {& U/ k1 c0 E+ E0 e8 Z
113. u8 Ds18b20Init(void)
     # x& ~% d$ u" L, |- Z$ k5 u
114. {
     
115.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
     1 D) o6 D' I' u( T
116.    
     , M% Z: Y: m$ i9 h
117.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);         //使能PORTG口时钟
     
118.    
     & ~# _; M, r0 M/ c
119.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;                                //PORTG.11 推挽输出
     
120.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                   
     
121.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
     
122.     GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
     7 Q/ d) ]( q$ R8 D
123.    
     
124.     GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
     
125.    
     
126.     Ds18b20Rst();
     
127.    
     
128.     return Ds18b20Check();
     
129. }  
     0 j! r1 a" r: M7 Z
130. 
     6 [/ q' Q0 z. y
131. 
     1 n7 h1 [( a/ T, U& W
132. //从ds18b20得到温度值
     
133. //精度：0.1C
     
134. //返回值：温度值 （-550~1250）
     
135. short Ds18b20GetTemp(void)
     $ }& Z4 f* y2 t* g" S% J8 u: W
136. {
     
137.     u8 temp;
     
138.     u8 TL,TH;
     
139.     short tem;
     . v- [9 ^/ p% X7 [1 k
140.     Ds18b20Start ();                    // ds1820 start convert
     
141.     Ds18b20Rst();
     " f6 e4 X" L# ?! L" ~! b- R
142.     Ds18b20Check();         
     
143.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     1 o) y2 q5 C" M" R' E: N* g9 f' c; V* B
144.     Ds18b20WriteByte(0xbe);// convert            
     : [  ^3 t0 j) Z
145.     TL=Ds18b20ReadByte(); // LSB   
     . e+ \7 f* ^: x0 R& ^. r. c) I
146.     TH=Ds18b20ReadByte(); // MSB  
     
147.    
     ! K3 u/ N* G9 K5 o7 j" h8 I
148.     if(TH>7)
     
149.     {
     2 }  u' W& j3 ~9 u) E& {
150.         TH=~TH;
     ! F$ `1 |1 v% v  S0 w% G
151.         TL=~TL;
     
152.         temp=0;//温度为负  
     
153.     }else temp=1;//温度为正                    
     7 a1 I' n* d2 o$ F( @
154.     tem=TH; //获得高八位
     1 ?5 v" _0 C# J9 R' u- K3 S9 W, G: i1 R) G
155.     tem<<=8;   
       m! |" a5 Y0 X+ W5 l- d9 f8 m
156.     tem+=TL;//获得底八位
     
157.     tem=(short)((float)tem*0.625);//转换     
     
158.     if(temp)return tem; //返回温度值
     
159.     else return -tem;   
     
160. }
     
161. 
       C# d/ @  @4 N" B( L0 B; h, Z
162. void Ds18b20Show(void)
     " [2 m4 _* x# [7 L
163. {
     
164.         short t = 0;
     
165.         t = Ds18b20GetTemp();
     
166.         printf("ds18b20 temp is %d\r\n",t);
     ; I4 t+ q- L/ J+ C
167. }

复制代码

3 c) `; p% z. t