DS18B20的使用方法和注意事项

DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够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9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
DS18B20简介
（1）独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
（2）在使用中不需要任何外围元件。
（3）可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。
（4）测温范围：-55 ~+125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。
（5）通过编程可实现9~12位的数字读数方式。
（6）用户可自设定非易失性的报警上下限值。
（7）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。
（8）负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
单线（1—wire)技术
该技术采用单根信号线，既可传输时钟，也能传输数据，而且是双向传输！适用于单主机系统，主机能够控制一个或多个从机设备，通过一个漏极开路或三态端
口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能释放该线，而让其他设备使用。单线通常要求外接一个5K的上拉电阻，这样当该线空闲时！其状态为高电平！
主机和从机之间的通讯分三个步骤：初始化单线器件！识别单线器件和单线数据传输！
单线1—wire协议由复位脉冲，应答脉冲，写0，写1，读0，读1这几种信号类型实现，这些信号中除了应答脉冲其他都由主机发起！并且所有指令和数据字节都是低位在前！

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NC：1、2、6、7、8脚 空悬空不使用
VDD：可选电源脚，电源电压范围3——5.5V，当工作于寄生电源时，此脚必须接地
DQ：数据输入/输出脚。漏极开路，常态下高电平
GND：地,采用外部电源方式，此脚不可悬空。
DS18B20主要有四个内部部件：64位激光ROM、温度传感器、非易失性温度告警触发器（TH和TL）和配置寄存器。
每个DS18B20都有一个唯一的64位ROM编码！存放于64位激光ROM中！前8位是单线产品的系列编号（DS18B20为28H），接着48位是唯一的产品序列号，最后8位是前 56的CRC校验值！存储器由一个中间结果暂存RA

M和一个非易性电可擦除E2RAM组成！E2RAM存储高低温触发器TH、TL和配置寄存器。暂存存储器的头2个字节为测得温度信息的低位和高位字节：第3、4字节是TH和TL的易失性COPY，在每一次上电复位时都会被刷新！第5字节是配置寄存器的易失性COPY，上电复位也会被刷新！
暂存寄存器：
MSB LSB
0 R1 RO 1 1 1 1 1
0 0 9位 0.5℃ 93.75MS
0 1 10位 0.25℃ 187.50MS
1 0 11位 0.125℃ 375MS
1 1 12位 0.0625℃ 750MS（出厂默认）
温度传感器：
低位字节：
MSB LSB
8 4 2 1 1/2 1/4 1/8 1/16
高位字节
MSB LSB
S S S S S 64 32 16
S=1 表明温度为-
S=0 温度为+
如125℃ 可表示为 00000111 10110000 0X07DOH
如-125℃ 可表示为 11111111 10110000 0XFFDOH
硬件原理为STC89C54RD+的P3.7接DQ，采用20M晶震倍频为40M！DQ接4.7K电阻上拉至正电源!
DS18B20的1-WIRE协议和命令:
初始化:主机通过拉低单线480US以上,产生复位脉冲,然后释放该线,进入Rx接受模式。主机释放总线时，会产生一个上升沿，DS18B20检测到该上升沿后，延时15 —60US，通过拉低总线60—240US来产生应答脉冲。主机收到从机的应答脉冲后，说明有单线器件在线。
ROM操作命令：一旦总线主机检测到应答脉冲，便可以发起ROM操作命令。共有5位ROM操作命令：

1： READ ROM 33H 读取激光ROM64位
2： MATCH ROM 55H 匹配ROM，后跟序列号，只有匹配才能进行操作
3： SKIP ROM CCH 跳过ROM，无需序列号就可以进行内存操作，只适用于单个DS18B20
4： SEARCH ROM FOH 搜索ROM
5： ALARM SEARCH ECH 告警搜索
内存操作命令：只有成功进行ROM操作命令后，才可以使用内存操作命令。共6种内存操作命令：

1：WRITE SCRATCHPAD 4EH 写TH，TL和配置寄存器三个字节
2：READ SCRATCHPAD BEH 读暂存寄存器共9个字节
3：COPY SCRATCHPAD 48H 将暂存器中内容复制进E2ROM中
4：CONVERT T 44H 开始温度转换操作。
5：RECALL E2 B8H 将E2ROM中的内容重新COPY到暂存器中
6：READ POWER SUPPLY B4H 读供电方式 0为寄生电源 1为外部供电方式 本列采用外部供电方式
软件思路为：通过定时器0 10S定时取一次温度；
#include
#include
sbit DQ=P3^7;
unsigned int t=0;
unsigned int tmp;
bit scan_fg=0; //扫描标志
#define DYWAIT {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}
void delay_xms(unsigned int count) //延时函数 40M晶震
{
register unsigned ch

ar j;
while (count --)
{
reset_dog;
for (j=0;j<230;j++) DYWAIT;
}
}
void reset() //产生复位脉冲
{
unsigned int i；
DQ=0； //总线拉低
i=200;
while(i>0) i--;
DQ=1; //延时约700US拉高 产生上升沿
i=8;
while(i>0) i--; //延时约60US等待应答脉冲
}
void wait_ack() // 等待应答脉冲
{
unsigned int i;
while(DQ)
while(~DQ) //检测到应答脉冲
i=8;
while(i>0) i--; //延时约60US来产生应答脉冲
}
bit read_bit() // 读一个BIT
{
unsigned int i;
bit fg;
DQ=0;
i++; //保持底至少1US
DQ=1；
i++;i++;i++; //延时约20US,读时隙下降沿后15US，DS18B20输出数据才有效
fg=DQ;
i=16; //读时隙不低于60US
while(i>0) i--;
return (b);
}
unsigned char read_byte()//读一个字节
{
unsigned char i,j;
unsigned char x=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
j=read_bit();
x=(j<<7)|(b>>1); //讲读出的BIT填到最高位，原来的值后移一位！循环8次可得到一个BYTE
}
return (x);
}
void write_byte(unsigned char b) //写一个字节
{
unsigned int i;
unsigned char j;
bit tmp;
for(j=0;j<8;j++)
{
tmp=b&0x01; //取最低位BIT
b>>=1; //右移一位第二字节变最低位BIT
if(tmp) //如果为1
{
DQ=0;
i++;i++;i++;
DQ=1；
i=16; //整个写1时隙不低于60US
while(i>0) i--;
}
else //写0
{
DQ=0;
i=16;
while(i>0) i--; //保持低在60-120US之间
DQ=1;
i++;i++;i++;
}
}
void convert() //温度转换
{
reset(); //复位脉冲
wait_ack();//等待应答脉冲
delay_xms(1);
write_byte(0xcc); //写ROM操作命令 SKIP ROM
write_byte(0x44); //开始温度转换
}
unsigned int read_temp(void)//读温度
{
unsigned char tmphigh,tmplow;
reset(); //复位脉冲
wait_ack();//等待应答脉冲
delay_xms(1);
write_byte(0xcc); //写ROM操作命令 SKIP ROM
write_byte(0xbe); //读暂存寄存器
tmplow=read_byte(); //都两字节为温度字节
tmphigh=read_byte();
return ((tmphigh<<8)|(tmplow)); //返回温度值
}
void timer0_int(void) interrupt 1 using 0 //定时器0中断服务函数
{

TR0=0;
TH0=0x7d; //定时器载入10MS中断初值
TL0=0xca;

TR0=1;
t++;
if(t==1000) //如果计数到10S
{
scan_fg=1; //置位扫描标志
t=0; //计数清0
}
}
void main() //入口函数
{
PCON=0X80；
TMOD=0x01; //T0 工作方式1
TH0=0x7d;
TL0=0xca;
ET0=1; //cpu 响应T0中断
EA=1; //开中断
while(1)
{
if(scan_fg)
{

TR0=0;
scan_fg=0;
delay_xms(1);
convert();
delay_xms(1000);
tmp=read_tmp();
}

TR0=1;
}
}