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

% {3 `4 W4 x& C1 Y3 f

9 @1 k+ l& j6 m& w% I$ I* J" L* O

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
" @! |5 F. M7 J/ E

9 E7 b9 p) q5 p5 ]5 l) h

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

, X% g3 ^* }) K$ {* T/ i% b

$ U% U+ V3 x6 E" C. u% Y

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

, B8 @6 T" G/ M

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

- g. x3 z: R" [! i& u2 m  l5 Y

/ S/ O3 C; h; [# h$ D3 ?

; M. \5 L" K; n" @! i! u" }

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
& @# F& {# `9 d8 I% |& @! C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

- R7 t' Z6 F" k- ~& x

  t3 V5 J5 f- t# ^+ B; 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

8 O% I6 D) J/ H

以下是驱动代码,STM32驱动代码中使用了位段操作

1. #ifndef __Ds18b20H
   4 G& Y) e4 G7 S# M
2. #define __Ds18b20H
     O. m& p* q4 t+ I+ O2 M: U
3. #include "ioremap.h"   
   . k# p9 p. w( _2 q# C
4. #include "delay.h"
   
5. #include "uart.h"
   
6. 
   $ ^2 X; U. f  x& w
7. 
   * }+ @4 P4 u7 E
8. //IO方向设置
   
9. #define Ds18b20IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
   + V8 v; d1 @0 u$ K3 d  x. d
10. #define Ds18b20IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}
    
11. 
    
12. 
    $ ]3 ~7 P; Z! V% _- @% B
13. 
    + Y) {/ J$ A8 R" F3 q
14. ////IO操作函数                                                                                          
    
15. #define        Ds18b20DQ_OUT PGout(11) //数据端口        PG11
    . R7 N! a) T8 U; z+ G7 x8 \3 R# y" A0 Y
16. #define        Ds18b20DQ_IN  PGin(11)  //数据端口        PG11
    ! ?5 ^0 g9 M0 c2 p) ~. a9 x+ x3 Z" K
17. 
    
18. 
    
19. 
    
20. 
    
21. u8 Ds18b20Init(void);                        //初始化DS18B20
      C/ b# j: |- S9 ]! M8 Q
22. 
    
23. 
    & `" K7 Q$ r( m/ n, g
24. short Ds18b20GetTemp(void);        //获取温度
    
25. 
    . x" T- U$ \6 K, K9 _5 a5 N
26. 
    
27. void Ds18b20Start(void);                //开始温度转换
    $ ]8 h5 f: R! b/ W  d
28. 
    . u1 E% l0 M8 z# i& R
29. 
    
30. void Ds18b20WriteByte(u8 dat);//写入一个字节
    
31. 
    
32. 
    
33. u8 Ds18b20ReadByte(void);                //读出一个字节
    0 ^4 S6 ~7 j* @
34. 
    
35. 
    # u3 W& w  {5 |. P- i* _
36. u8 Ds18b20ReadBit(void);                //读出一个位
    9 T7 r0 Z  @* U9 r& k6 @2 M
37. 
    
38. 
    
39. u8 Ds18b20Check(void);                        //检测是否存在DS18B20
    - ]. k, k5 i4 Z+ x$ w# B
40. 
    
41. 
    * \& x  W" c0 F& @9 J8 Z- y
42. void Ds18b20Rst(void);                        //复位DS18B20   
    7 X  l- K$ Z+ }1 ~+ t9 e# C2 R
43. 
    0 h1 W" W: }7 j& @2 s0 ]  H1 x  y
44. void Ds18b20Show(void);
    
45. 
    % H! x" z+ L- ]% A
46. 
    0 i1 J8 [& W2 |$ Z5 q
47. #endif
    

复制代码

1. #include "ds18b20.h"
   
2. 
   
3. //复位DS18B20
   # @8 m9 I9 n& {0 Y
4. void Ds18b20Rst(void)          
   4 u; Y$ w- |# y5 }& \) g
5. {                 
   + N- E/ W# Z( P# X: G
6.     Ds18b20IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
   3 V# K5 s" d) }: w- b2 r, _9 ]2 l
7.     Ds18b20DQ_OUT=0; //拉低DQ
   ( p+ k; p# ?. `
8.     DelayUs(750);    //拉低750us
   1 q! q. K( C. W) A# S$ j  T9 N7 f
9.     Ds18b20DQ_OUT=1; //DQ=1
   
10.     DelayUs(15);     //15US
    / t! G- Z- `5 ^& |4 y# h6 J
11. }
    
12. 
    
13. 
    
14. //等待DS18B20的回应
    
15. //返回1:未检测到DS18B20的存在
    : {" N3 I! ]& n# o; U5 X
16. //返回0:存在
    + M) Z  n1 u& O1 N9 r2 D2 E' z) Q
17. u8 Ds18b20Check(void)           
    
18. {   
    9 t& n. o7 T/ H4 R9 f4 ?
19.     u8 retry=0;
    
20.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT         
    
21.     while (Ds18b20DQ_IN&&retry<200)
    
22.     {
    
23.         retry++;
    ' |8 p8 ^5 R4 r7 `0 g) O
24.         DelayUs(1);
    
25.     };         
    
26.     if(retry>=200)return 1;
    % l9 F$ E/ L% b$ Y  J: r
27.     else retry=0;
    
28.     while (!Ds18b20DQ_IN&&retry<240)
    
29.     {
    
30.         retry++;
    
31.         DelayUs(1);
    
32.     };
    
33.     if(retry>=240)return 1;            
    5 h5 w; }! K) V6 p0 Y3 X; A
34.     return 0;
    ! q) U2 K) y/ m$ N$ W; M
35. }
    
36. 
    
37. 
    
38. //从DS18B20读取一个位
    
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;
    ( r2 W$ f) ~* s
45.     DelayUs(2);
    5 \" ~/ X4 Y/ O9 t7 i7 s
46.     Ds18b20DQ_OUT=1;
    & Z4 n; J% m8 y  y" _! e+ p9 \8 Z
47.     Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT
    
48.     DelayUs(12);
    
49.     if(Ds18b20DQ_IN)data=1;
    " M, S( E& }) q! ~# t
50.     else data=0;         
    
51.     DelayUs(50);           
    
52.     return data;
    
53. }
    
54. 
    ( [1 H# E! d; _: A/ R! Z
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. {        
    
60.     u8 i,j,dat;
    7 L& m) x% U! z+ W- s
61.     dat=0;
    ) Y& I/ p4 B5 Z; C$ \/ }
62.     for (i=1;i<=8;i++)
    
63.     {
    
64.         j=Ds18b20ReadBit();
    
65.         dat=(j<<7)|(dat>>1);
    
66.     }                                                    
    % C0 c& H0 ?& c, {
67.     return dat;
    
68. }
    
69. 
    
70. 
    
71. //写一个字节到DS18B20
    $ K" ]' D& Y* _1 q4 d1 _
72. //dat：要写入的字节
    
73. void Ds18b20WriteByte(u8 dat)     
    ) Y$ o% K5 a. K- `
74. {            
    3 T' F4 c, y3 a  t9 q* f: ^% A' P
75.     u8 j;
    
76.     u8 testb;
    - ?$ F" o: `  s' Y( ~4 ~! g
77.     Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
    
78.     for (j=1;j<=8;j++)
    
79.     {
    3 Y4 q* A0 r$ \
80.         testb=dat&0x01;
    
81.         dat=dat>>1;
    
82.         if (testb)
    
83.         {
    
84.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 1
    
85.             DelayUs(2);                           
    & H5 l& \9 \1 S
86.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    & U, a5 Q1 r/ S: d6 [
87.             DelayUs(60);            
    
88.         }
    0 ^3 F. B  E* Y
89.         else
    
90.         {
    . p0 C5 _0 _- _  n1 g5 K
91.             Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 0
    
92.             DelayUs(60);            
    - M7 Z; I( r& W3 G* C" |. Y
93.             Ds18b20DQ_OUT=1;
    , D+ {/ n. w* ?7 b) t: x. M
94.             DelayUs(2);                          
    % r$ T7 |- T$ U2 d, T1 G
95.         }
    
96.     }
      v% C6 }+ z- a4 r# W# J) D7 L
97. }
    
98. 
    
99. 
    
100. //开始温度转换
     / Z% K- y7 f8 A0 [
101. void Ds18b20Start(void)// ds1820 start convert
     
102. {                                                                 
     $ t" {% v# K" T+ X
103.     Ds18b20Rst();          
     
104.     Ds18b20Check();         
     1 ^- Q- B( |  [  {8 [  z
105.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
     
106.     Ds18b20WriteByte(0x44);// convert
     : X7 k$ S# ~  Z" |7 \) u8 K
107. }
     
108. 
     $ {/ K: w5 l* K; J) ?5 T
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             
     
113. u8 Ds18b20Init(void)
     , v+ i1 E; j8 w) z
114. {
     
115.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
     
116.    
     
117.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);         //使能PORTG口时钟
     
118.    
     8 V. V5 J" a) o( ]
119.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;                                //PORTG.11 推挽输出
     
120.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                   
     ! i3 `& d2 l2 M$ p) b/ v
121.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
     : s7 W( u$ c- Z" f
122.     GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
     
123.    
     ; W4 y" z  K+ B( v- R* H8 f4 q
124.     GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
     
125.    
     
126.     Ds18b20Rst();
     - s) B! q/ S  t7 Z' w- E5 p
127.    
     " z! _5 D$ u9 a/ {
128.     return Ds18b20Check();
     , z$ i1 w7 Z2 C& E5 `  A+ b
129. }  
     - C, b( a, L0 b, o! \7 b/ d
130. 
     
131. 
     
132. //从ds18b20得到温度值
     
133. //精度：0.1C
     : n: X. b5 _' @  r$ j: R
134. //返回值：温度值 （-550~1250）
     4 X) A, P7 e, ]/ H2 A  T7 N8 U0 \
135. short Ds18b20GetTemp(void)
     0 q! ~8 u5 P6 S
136. {
     & b# w" {- g2 c6 K
137.     u8 temp;
     
138.     u8 TL,TH;
       b. z. @' |/ @2 J' Y& h
139.     short tem;
     9 h; \' t  P; J' @
140.     Ds18b20Start ();                    // ds1820 start convert
     " }% [8 B. t$ C
141.     Ds18b20Rst();
     ! a; z# U( ?6 ~' ]. `
142.     Ds18b20Check();         
     ) F' V2 P" U0 q6 n# B
143.     Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
       q( [9 ~5 q9 a8 @
144.     Ds18b20WriteByte(0xbe);// convert            
     
145.     TL=Ds18b20ReadByte(); // LSB   
     . y4 S; p  ?4 X7 X; {3 P; x
146.     TH=Ds18b20ReadByte(); // MSB  
     ! Y' j, B8 \' l, |/ l" _, P
147.    
     
148.     if(TH>7)
     ' J% M. d6 b4 a/ P
149.     {
     - Z6 u8 f( N8 V6 _6 n7 o
150.         TH=~TH;
     
151.         TL=~TL;
     
152.         temp=0;//温度为负  
     
153.     }else temp=1;//温度为正                    
     % C1 {3 N5 h# T" r/ E; ~8 t, d- h
154.     tem=TH; //获得高八位
     3 N/ A" U2 Z% b% v- k8 A
155.     tem<<=8;   
     
156.     tem+=TL;//获得底八位
     9 }8 H0 e! E8 C. P; F' m( G" r
157.     tem=(short)((float)tem*0.625);//转换     
     
158.     if(temp)return tem; //返回温度值
     
159.     else return -tem;   
     1 j, _. n- I- `, Z, N3 \
160. }
     
161. 
     
162. void Ds18b20Show(void)
     ( c$ G0 H, e: G) i) `, g4 c
163. {
     
164.         short t = 0;
     
165.         t = Ds18b20GetTemp();
     ' m# j: R, J/ j: s0 v( J
166.         printf("ds18b20 temp is %d\r\n",t);
     
167. }

复制代码

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