DS18B20是单总线通信,所以它的时序相对来说也比较简单,从它开始入门再适合不过了
准备工具:
- 单片机
- DS18B20传感器
- DS18B20 datasheet
关于DS18B20的详细介绍大家可以看它的datasheet,这里只针对时序做一些介绍,参考正点原子的代码,从datasheet出发做详细的阐述,DS18B20有着严格的时序要求,稍有差错,就容易无法正常工作,接下来我们来分析它初始化序列的时序:
reset pulse&presence pulse
单总线上的所有通信都是以初始化序列开始。
第一阶段:主机输出低电平,保持低电平时间至少480us,以产生复位脉冲。
接第二阶段:主机释放总线,4.7K的上拉电阻将单总线拉高,延时15~60 us,并进入接收模式(Rx)。
第三阶段:DS18B20拉低总线60~240us,以产生低电平应答脉冲。
//复位DS18B20
void DS18B20_Rst(void)
{ DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQdelay_us(750); //拉低750usDS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1 拉高释放总线delay_us(15); //15US//进入接收模式,等待应答信号
}
//等待DS18B20的回应
//返回1:未检测到DS18B20的存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Check(void)
{ u8 retry=0;DS18B20_IO_IN();//SET PG11 INPUT 接收模式,等待DS18B20拉低总线 while (DS18B20_DQ_IN && retry<200){retry++;delay_us(1);}; if(retry>=200)return 1;else retry=0;while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240){retry++;delay_us(1);};if(retry>=240)return 1; //240us以内是正常的应答 return 0;
}
WRITE TIME SLOTS
写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us,且在2次独立的写时序之间至少需要1us的恢复时间,两种写时序均起始于主机拉低总线。
写1时序:主机输出低电平,延时2us,然后释放总线,延时60us。
写0时序:主机输出低电平,延时60us,然后释放总线,延时2us。
//写一个字节到DS18B20
//dat:要写入的字节
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat) { u8 j;u8 testb;DS18B20_IO_OUT();//SET PG11 OUTPUT for (j=1;j<=8;j++) {testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if (testb) {DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1delay_us(2); DS18B20_DQ_OUT=1;delay_us(60); }else {DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0delay_us(60); DS18B20_DQ_OUT=1;delay_us(2); }}
}
READ TIME SLOTS
单总线器件仅在主机发出读时序时,才向主机传输数据,所以,在主机发出读数据命令后,必须马上产生读时序,以便从机能够传输数据。
所有读时序至少需要60us,且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起,至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线,并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。
典型的读时序过程为:主机输出低电平延时2us,然后主机转入输入模式延时12us,然后读取单总线当前的电平,然后延时50us
//从DS18B20读取一个位
//返回值:1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void) // read one bit
{u8 data;DS18B20_IO_OUT();//SET PG11 OUTPUTDS18B20_DQ_OUT=0; delay_us(2);DS18B20_DQ_OUT=1; DS18B20_IO_IN();//SET PG11 INPUTdelay_us(12);if(DS18B20_DQ_IN)data=1;else data=0; delay_us(50); return data;
}
//从DS18B20读取一个字节
//返回值:读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void) // read one byte
{ u8 i,j,dat;dat=0;for (i=1;i<=8;i++) {j=DS18B20_Read_Bit();dat=(j<<7)|(dat>>1);} return dat;
}
DS18B20的典型温度读取过程为:
复位>发SKIPROM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。
转化后得到的12位数据,存储在DS18B20的两个8比特的RAM中,二进制中的bit11-bit5是符号位,如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度;如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。例如+125℃的数字输出为07DOH,,-25.0625℃的数字输出为FE6FH。
//从ds18b20得到温度值
//精度:0.1C
//返回值:温度值 (-550~1250)
short DS18B20_Get_Temp(void)
{u8 temp;u8 TL,TH;short tem;DS18B20_Start (); // ds1820 start convertDS18B20_Rst();DS18B20_Check(); DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip romDS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB if(TH>7){TH=~TH;TL=~TL; temp=0;//温度为负 }else temp=1;//温度为正 tem=TH; //获得高八位tem<<=8; tem+=TL;//获得底八位tem=(double)tem*0.625;//转换 if(temp)return tem; //返回温度值else return -tem;
}
在主程序里,只需要直接调用DS18B20_Get_Temp()即可,再根据自己的需求,将数值呈现到屏上或者打印到串口输出。
temperature=DS18B20_Get_Temp();
if(temperature<0)
{temperature=-temperature; printf("temperature = %d.%d¡æ", temperature/10, temperature%10);
}
else
{printf("temperature = %d.%d¡æ", temperature/10, temperature%10);
}