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

8 r1 o1 d) R5 ?5 t. \

其内部结构如下所示

- C7 g3 ?9 ]# `

0 b. ~3 k# X/ F

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

% O/ f; q$ D! _( a; 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
& C2 ^; o2 R' ^: I

: u" x* Y$ b5 |  L! `

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

$ ^5 R/ x5 o/ q+ W. \' j( ~

" m) f( e$ V4 q) J6 L

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

( L! c& E' T! c! I: F6 `& J) ?+ Y) }! `5 R

3 g! x6 x/ m3 y, y4 m

  E- z0 ~" j- j6 O( A5 c. X- k0 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

4 i5 `- V+ h1 W( S( Q7 n9 b

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

以下是驱动代码,STM32驱动代码中使用了位段操作

1. #ifndef __Ds18b20H
   $ u; m0 U5 O, Q/ O; B- B8 l
2. #define __Ds18b20H
   
3. #include "ioremap.h"   
   
4. #include "delay.h"
   
5. #include "uart.h"
   3 `3 ~/ z  Z! _/ D/ W1 j
6. 
   # [8 ^# @/ o: E' T
7. 
   
8. //IO方向设置
   ; }9 h* w9 ~! n: E: x  `1 O
9. #define Ds18b20IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
   5 h; K7 L2 }1 ]
10. #define Ds18b20IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}
    
11. 
    0 y/ E3 J9 c. ^& R6 u7 S
12. 
    
13. 
    0 U0 o; ^! l& Y
14. ////IO操作函数                                                                                          
    
15. #define        Ds18b20DQ_OUT PGout(11) //数据端口        PG11
    ! l% B2 }+ S9 w2 i& g- n& a) P
16. #define        Ds18b20DQ_IN  PGin(11)  //数据端口        PG11
    ( {  ]4 I* k# q. I& l! L' W5 y
17. 
    : R/ Y- J2 j. B- Z2 L: p2 T
18. 
    ( s4 F' I" N# ?
19. 
    
20. 
    9 J' j. S; }/ G
21. u8 Ds18b20Init(void);                        //初始化DS18B20
    
22. 
    - [. w- N% P* t( N$ i" w
23. 
    
24. short Ds18b20GetTemp(void);        //获取温度
    
25. 
    9 y7 f1 c4 _( ?7 w; g3 c3 y9 Y
26. 
    
27. void Ds18b20Start(void);                //开始温度转换
    . N0 h0 @: _2 u( _
28. 
    
29. 
    ) D! h/ M: W+ J; S% w
30. void Ds18b20WriteByte(u8 dat);//写入一个字节
    + P7 d% U; @- Y2 Q' N
31. 
    
32. 
    7 U9 v: R" U% L3 p( a2 m7 T
33. u8 Ds18b20ReadByte(void);                //读出一个字节
    / N% D9 {$ |* N$ L; n- q* @
34. 
    & L! I- \3 l* n
35. 
    
36. u8 Ds18b20ReadBit(void);                //读出一个位
    , s) V% @7 C4 W% W' f* @  e
37. 
    1 H: c1 ^% q/ [& B
38. 
    
39. u8 Ds18b20Check(void);                        //检测是否存在DS18B20
    5 b4 u, V" B0 {4 D: v
40. 
    
41. 
    - U! v' N3 u9 h  g! b- E
42. void Ds18b20Rst(void);                        //复位DS18B20   
    
43. 
    7 W, K* j1 G# f+ u7 `: W
44. void Ds18b20Show(void);
    5 C: J0 ]1 I0 e7 D9 Q" @
45. 
      \' s: U6 Z# ~; G, K1 Y2 o: i8 N
46. 
    & p* I2 T$ S% b
47. #endif
    

复制代码

1. #include "ds18b20.h"
   1 d! x3 J6 q( L
2. 
   & y9 r% p# ~0 c/ |
3. //复位DS18B20
   6 T/ j$ J* c6 G0 }/ R2 Y) l
4. void Ds18b20Rst(void)          
   3 W) [! f" q8 a& W" T! u+ b
5. {                 
   3 T3 n8 d3 m, p6 ^2 F  k3 P( b* i
6.     Ds18b20IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
   " I6 Q4 T. S: V0 ]" K/ a
7.     Ds18b20DQ_OUT=0; //拉低DQ
   
8.     DelayUs(750);    //拉低750us
   , {; D* R/ U. A
9.     Ds18b20DQ_OUT=1; //DQ=1
   " T* l' l. A; t3 d: `
10.     DelayUs(15);     //15US
    
11. }
    & ?) O* y7 e* T1 O7 d8 B
12. 
    
13. 
    
14. //等待DS18B20的回应
    
15. //返回1:未检测到DS18B20的存在
    4 S$ @, |. I9 E, Q% T0 C
16. //返回0:存在
    * i5 S( S; Z5 r7 G! ~( j
17. u8 Ds18b20Check(void)           
    4 \% [, B: ]+ v' A" t0 F
18. {   
    ; p5 t$ m1 \. D9 ^/ y* g4 v3 ]
19.     u8 retry=0;
    : h" L' {+ }1 e9 C1 }
20.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT         
    " p/ G' _! g1 |4 L  Q3 G, {
21.     while (Ds18b20DQ_IN&&retry<200)
    , E' r- \5 [" ~  }3 a) |9 f! a1 _- c
22.     {
    
23.         retry++;
    ! J6 `9 x/ u; X8 g
24.         DelayUs(1);
    
25.     };         
    
26.     if(retry>=200)return 1;
    , t9 U9 o1 z' p1 ~0 I5 E
27.     else retry=0;
    * R' ?6 f1 Q# @& g% G
28.     while (!Ds18b20DQ_IN&&retry<240)
    
29.     {
    ; `7 }& ^/ J! i% k* l0 m
30.         retry++;
    
31.         DelayUs(1);
    
32.     };
    " I7 y* y: s6 l
33.     if(retry>=240)return 1;            
    
34.     return 0;
    
35. }
    2 p8 g, `( c6 v, E$ Y
36. 
    ! e2 [: N* @/ |  J/ m2 e9 B+ Y2 q
37. 
    
38. //从DS18B20读取一个位
    $ t4 w5 E3 C. m
39. //返回值：1/0
    
40. u8 Ds18b20ReadBit(void)                          // read one bit
    
41. {
    
42.     u8 data;
    8 e* \* N- D7 Y' E+ B8 Z
43.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT
    # ]" r2 D7 u$ H7 i9 v
44.     Ds18b20DQ_OUT=0;
    - A3 U0 g9 g. Y; H  z5 G5 q
45.     DelayUs(2);
    
46.     Ds18b20DQ_OUT=1;
    
47.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT
    5 V3 @9 X* a$ f1 f
48.     DelayUs(12);
    % ]4 F/ M7 W% A1 W
49.     if(Ds18b20DQ_IN)data=1;
    
50.     else data=0;         
    : Y, G3 J* A0 p6 q2 V: U5 P  o
51.     DelayUs(50);           
    
52.     return data;
    8 `  z6 P, m" b2 d" F4 d8 N
53. }
    7 U; O( ~: x( r* u/ v
54. 
    ) b2 B1 D4 u: P. q
55. 
    
56. //从DS18B20读取一个字节
    
57. //返回值：读到的数据
    . E( @( y) ~, H9 j. q
58. u8 Ds18b20ReadByte(void)    // read one byte
    , C# g4 A& S& T: |* `1 m* e; j  J
59. {        
    
60.     u8 i,j,dat;
    
61.     dat=0;
    
62.     for (i=1;i<=8;i++)
    2 {* D1 i: ?5 G' Q" Y
63.     {
    
64.         j=Ds18b20ReadBit();
    " H, f& P3 y7 t9 w# j$ O
65.         dat=(j<<7)|(dat>>1);
    ; C! r0 B2 Q! _; I, [
66.     }                                                    
    
67.     return dat;
    
68. }
    
69. 
    & L5 D, i; }0 ?8 O/ m
70. 
    2 b3 R! e+ O; Z3 Z5 I7 [8 H# p
71. //写一个字节到DS18B20
    % q- ]1 D% b7 I0 }  V
72. //dat：要写入的字节
    
73. void Ds18b20WriteByte(u8 dat)     
    
74. {            
    ; R0 p# k8 `& R
75.     u8 j;
    
76.     u8 testb;
    
77.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
    / l$ z0 @) h1 j0 j$ C
78.     for (j=1;j<=8;j++)
    3 r5 N8 o" J3 V& P' h
79.     {
    
80.         testb=dat&0x01;
    9 c" C  H7 m# O9 n4 S$ ?
81.         dat=dat>>1;
    
82.         if (testb)
    ( n4 u2 {% n: y+ V; B* B
83.         {
    
84.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 1
    8 o+ Q8 N+ _& ~+ B1 O1 `  I
85.             DelayUs(2);                           
    
86.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    ) b6 q; I, B; x" G
87.             DelayUs(60);            
    ! K  L8 L3 T  u; a# w) W
88.         }
    
89.         else
    ; X3 ^" b6 A9 N5 e7 J1 \0 I! D
90.         {
    
91.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 0
    
92.             DelayUs(60);            
    
93.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    
94.             DelayUs(2);                          
    
95.         }
    % y% E9 J) V/ b# [( ^8 ?
96.     }
    # G2 F4 ?8 {! w4 F, M+ F
97. }
    
98. 
    " ~7 M: x: C- p& _" ?7 N, A
99. 
    
100. //开始温度转换
     
101. void Ds18b20Start(void)// ds1820 start convert
     
102. {                                                                 
     ) I* h8 D# n5 K( R3 j
103.     Ds18b20Rst();          
     
104.     Ds18b20Check();         
     
105.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     * N1 x5 l3 m2 U0 F& F
106.     Ds18b20WriteByte(0x44);// convert
     
107. }
     
108. 
     
109. 
     
110. //初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
     8 @0 q6 @0 `' G  j
111. //返回1:不存在
     
112. //返回0:存在             
     
113. u8 Ds18b20Init(void)
     ; L4 |0 T: o/ z
114. {
     
115.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
     
116.    
     
117.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);         //使能PORTG口时钟
     1 V  z8 K# X. }* s0 I
118.    
     2 `/ V/ _1 S* h& r' Q3 Y
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);
     
123.    
     
124.     GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
     9 y  m8 x4 Z& Q
125.    
     
126.     Ds18b20Rst();
     - d0 C! }/ I0 @; ]
127.    
     
128.     return Ds18b20Check();
     
129. }  
     ; D+ O) o2 K2 _% q8 X! D
130. 
     
131. 
     ; R7 Z9 Q+ J, v& j! V
132. //从ds18b20得到温度值
     
133. //精度：0.1C
     . M' Z5 y4 M) d. h* K0 ?
134. //返回值：温度值 （-550~1250）
     
135. short Ds18b20GetTemp(void)
     
136. {
     
137.     u8 temp;
     
138.     u8 TL,TH;
     
139.     short tem;
     
140.     Ds18b20Start ();                    // ds1820 start convert
     7 L: |- ?- J# n% U
141.     Ds18b20Rst();
     
142.     Ds18b20Check();         
     
143.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     
144.     Ds18b20WriteByte(0xbe);// convert            
     , E9 M- d. m! G, q
145.     TL=Ds18b20ReadByte(); // LSB   
     ! \+ @/ n: n; a) o3 E+ p
146.     TH=Ds18b20ReadByte(); // MSB  
     
147.    
     
148.     if(TH>7)
     & ]2 G9 F9 {7 R- i+ P. I6 X
149.     {
     
150.         TH=~TH;
     # l8 `/ f' q" ?  T+ g9 m
151.         TL=~TL;
     # C: N) O+ v( @' H% f
152.         temp=0;//温度为负  
     0 _9 [. ~& `8 F' u1 {: D! y
153.     }else temp=1;//温度为正                    
     
154.     tem=TH; //获得高八位
     4 f; F; t7 @# h" b7 x. Q
155.     tem<<=8;   
     
156.     tem+=TL;//获得底八位
     + [( f6 Y: T5 x, v7 q
157.     tem=(short)((float)tem*0.625);//转换     
     
158.     if(temp)return tem; //返回温度值
     ; f3 U. s  e6 y  H4 ]: y4 E' m
159.     else return -tem;   
     ! l1 |, n  F3 T5 F# J- N( s* G
160. }
     9 G5 o9 x: d6 s, z& x! Y) H
161. 
     - I& j) i& n- m* s# b0 \
162. void Ds18b20Show(void)
     
163. {
     ' O9 `) A; C9 Z9 ?
164.         short t = 0;
     4 s) p3 j7 o) f- R
165.         t = Ds18b20GetTemp();
     / K9 Q/ v6 G2 ]6 B
166.         printf("ds18b20 temp is %d\r\n",t);
     ) r  y) B! J# X6 P
167. }

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