51单片机入门 - DS18B20温度传感器

DS18B20——温度传感器，单片机可以通过 1-Wire 和 DS18B20 进行通 信，最终将温度读出。1-Wire 总线的硬件接口很简单，只需要把 18B20 的数据引脚和单片 机的一个 IO 口接上就可以通信。最高12为的温度存储值，补码形式存储。
2字节，LSB低字节，MSB高字节，-55~125

1、初始化

检测存在脉冲：总线上存在DS18B20，总线会根据时序要求返回一个低电平脉冲。单片机要拉低这个引脚，持续大概 480us到960us之间 的时间即可，我们的程序中持续了 500us。然后，单片机释放总线，就是给高电平，DS18B20 等待大概 15 到 60us 后，会主动拉低这个引脚大概是 60 到 240us，而后 DS18B20 会主动释放总线，这样 IO 口会被上拉电阻自动拉高。

2、ROM操作指令

Skip ROM(跳过ROM)：0xCC。当总线上只有一个器件的时候，可以跳过 ROM，不进行ROM 检测。

3、RAM存储器操作指令

Read Scratchpad(读暂存寄存器)：0xBE—— DS18B20 的温度数据是 2 个字节，我们读取数据的时候，先 读取到的是低字节的低位，读完了第一个字节后，再读高字节的低位，一直到两个字节全部 读取完毕。

Convert Temperature(启动温度转换)：0x44—— 12位最大的转换时间是 750ms

4、DS18B20的位写时序

当要给 DS18B20 写入‘0’的时候，单片机直接将引脚拉低，持续时间大于 60us 小于120us 就可以了。图上显示的意思是，单片机先拉低 15us 之后，DS18B20 会在从 15us 到60us 之间的时间来读取这一位，DS18B20 最早会 15us 的时刻读取，典型值是 30us 的时刻读取，最多不会超过 60us，DS18B20 必然读取完毕，所以持续时间超过 60us 即可。

当要给DS18B20 写入‘1’的时候，单片机先将这个引脚拉低，拉低时间大于 1us，然后马上释放总线，即拉高引脚，并且持续时间也要大于 60us。和写‘0’类似的是，DS18B20 会在 15 到 60us 之间来读取这个‘1’。

5、DS18B20的位读时序

单片机首先要拉低这个引脚，并且至少保持1us 的时间，然后释放引脚，释放完毕后要尽快读取。从拉低这个引脚到读取引脚状态，不能超过 15us。大家从图 16-17 可以看出来，主机采样时间，也就是 MASTER SAMPLES，是 在15us 之内必须完成的。

#include

#include

typedef unsigned char uchar;

sbit IO_18B20 = P3 ^ 2; //DS18B20通信引脚

/* 软件延时函数，延时时间(t*10)us */

void DelayX10us(uchar t)

{

  do

  {

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();

  }

  while (--t);

}

/* 复位总线，获取存在脉冲，以启动一次读写操作*/

bit Get18B20Ack()

{

  bit ack;

  EA = 0;  //禁止总中断

  IO_18B20 = 0;     //产生500us复位脉冲

  DelayX10us(50);

  IO_18B20 = 1;

  DelayX10us(6);    //延时60us

  ack = IO_18B20;   //读取存在脉冲

  while(!IO_18B20); //等待存在脉冲结束

  EA = 1;  //重新使能总中断

  return ack;

}

/* 向DS18B20写入一个字节，dat-待写入字节 */

void Write18B20(uchar dat)

{

  uchar mask;

  EA = 0;  //禁止总中断

  for (mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1) //低位在先，依次移出8个bit

  {

    IO_18B20 = 0;         //产生2us低电平脉冲

    _nop_();

    _nop_();

    if ((mask & dat) == 0) //输出该bit值

    {

      IO_18B20 = 0;

    }

    else

    {

      IO_18B20 = 1;

    }

    DelayX10us(6);        //延时60us

    IO_18B20 = 1;         //拉高通信引脚

  }

  EA = 1;  //重新使能总中断

}

/* 从DS18B20读取一个字节，返回值-读到的字节 */

uchar Read18B20()

{

  uchar dat;

  uchar mask;

  EA = 0;  //禁止总中断

  for (mask = 0x01; mask != 0; mask <<= 1) //低位在先，依次采集8个bit

  {

    IO_18B20 = 0;         //产生2us低电平脉冲

    _nop_();

    _nop_();

    IO_18B20 = 1;         //结束低电平脉冲，等待18B20输出数据

    _nop_();              //延时2us

    _nop_();

    if (!IO_18B20)        //读取通信引脚上的值

    {

      dat &= ~mask;

    }

    else

    {

      dat |= mask;

    }

    DelayX10us(6);        //再延时60us

  }

  EA = 1;  //重新使能总中断

  return dat;

}

/* 启动一次18B20温度转换，返回值-表示是否启动成功 */

bit Start18B20()

{

  bit ack;

  ack = Get18B20Ack();   //执行总线复位，并获取18B20应答

  if (ack == 0)          //如18B20正确应答，则启动一次转换

  {

    Write18B20(0xCC);  //跳过ROM操作

    Write18B20(0x44);  //启动一次温度转换

  }

  return ~ack;   //ack==0表示操作成功，所以返回值对其取反

}

/* 读取DS18B20转换的温度值，返回值-表示是否读取成功 */

bit Get18B20Temp(int *temp)

{

  bit ack;

  uchar LSB, MSB; //16bit温度值的低字节和高字节

  ack = Get18B20Ack();    //执行总线复位，并获取18B20应答

  if (ack == 0)           //如18B20正确应答，则读取温度值

  {

    Write18B20(0xCC);   //跳过ROM操作

    Write18B20(0xBE);   //发送读命令

    LSB = Read18B20();  //读温度值的低字节

    MSB = Read18B20();  //读温度值的高字节

    *temp = ((int)MSB << 8) + LSB; //合成为16bit整型数

  }

  return ~ack;  //ack==0表示操作应答，所以返回值为其取反值

}