DS18B20是一种半双工单总线通信方式，它共有6中信号：复位脉冲，应答脉冲，写0，写1，读0和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都是由主机发出同步信号，并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前。

复位脉冲

单总线上的所有通信都是以初始化序列开始。主机输出低电平，保持低电平时间至少480us，以产生复位脉冲，接着主机释放总线，4.7K的上拉电阻将总线拉高，延时15~16us，并进入接收模式。

//复位DS18B20

void DS18B20_Rst(void)

{                 

    DS18B20_IO_OUT(); //设置为输出模式

    DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ

    delay_us(750);    //拉低750us（至少480us）

    DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1拉高释放总线

    delay_us(15);     //15US
  
}

此时进入接收模式，等待应答信号。

应答信号

将DS18B20总线拉低60~240us，产生低电平应答脉冲。

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 PA0INPUT
    while(DS18B20_DQ_IN&&retry<200)// DS18B20_DQ_IN的作用为读引脚，观察其是否为低电平
    {
        retry++;//如果为高电平，则retry++
        delay_us(1);
    }
    if(retry>=200)//未检测到18B20
    {
      return 1;
    }
    else
    {
        retry=0;
    }
    while(!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
    {
        retry++;//低电平时retry++
        delay_us(1);
    }
    if(retry>=240)return1;//由于拉低总线的时间在60~240us，大于240则没检测到18B20    
    return 0;
}

写时序

写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us,且在两次独立的写时序之间需要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();//设置IO口为输出
    for (j=1;j<=8;j++) //八位数据，一位一位写
    {
        testb=dat&0x01;//取第一位数据
        dat=dat>>1;//移位
        if (testb) //输出高
        {
            DS18B20_DQ_OUT=0;//主机输出低电平
            delay_us(2);//延时2us                            
            DS18B20_DQ_OUT=1;
            delay_us(60);     //延时60us
        }
        else//输出低
        {
            DS18B20_DQ_OUT=0;//主机输出低电平
            delay_us(60);             
            DS18B20_DQ_OUT=1;//释放总线
            delay_us(2);                          
        }     
    }
}

读时序

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)
{
    u8 data;
    DS18B20_IO_OUT();//设置IO口为输出
    DS18B20_DQ_OUT=0; //输出低电平2us
    delay_us(2);
    DS18B20_DQ_OUT=1; //拉高释放总线
    DS18B20_IO_IN();//设置IO口为输入
    delay_us(12);//延时12us
    if(DS18B20_DQ_IN)data=1;//读取总线数据（当前电平）
    else data=0;
    delay_us(50);//延时50us           
    return data;

}

 

//从DS18B20读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void)   
{        
    u8 i,j,dat=0;
    for (i=1;i<=8;i++)
    {
        j=DS18B20_Read_Bit();
        dat=(j<<7)|(dat>>1);
    }
    return dat;
}

DS18B20是如何读取

现在我们来看看DS18B20是怎么读取温度的，DS18B20的典型温度读取过程为：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。

//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 convert
   DS18B20_Rst();//复位
   DS18B20_Check();
   DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
   DS18B20_Write_Byte(0xbe);//convert
   TL=DS18B20_Read_Byte();// LSB   
   TH=DS18B20_Read_Byte();// MSB  
   if(TH>7)//（TH>xxxxx111）温度为负
   {
       TH=~TH;TL=~TL;
       temp=0; 
   }
   else  temp=1;//温度为正
   tem=TH;//获得高八位
   tem<<=8;    
   tem+=TL;//获得底八位
   tem=(float)tem*0.625;//转换
   if(temp) return tem; //返回温度值
   else  return -tem;    
}

其中

void
DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert

{     
    DS18B20_Rst();
    DS18B20_Check();
    DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
    DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
}

紧接着我们来讲后面有关温度计算的问题，首先，我们用DS18B20_Read_Byte()函数读取两个字节的温度，先低后高。

DS18B20 能够提供两个字节的温度数据，共16位数。但是因为18B20是单总线的，数据都是一位一位传输的。每次读出的操作，DS18B20 仅仅送出8位数。必须读出两次，才能完整的读出16位数。两次读出时，DS18B20 先输出的是低八位，后输出的是高八位。这是器件本身的特性。

1.jpg

转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测得的数值乘以0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这五位为1，检测到的数值需要取反加1再乘以0.0625即可得到实际温度。（源码中0.625是因为要保证精度，在主函数中温度有除以10，所以相当于0.0625）

2.jpg

由上图可以看出前五位为符号位。

主函数中初始化DS18B20的函数如下：

//初始化DS18B20的IO口DQ 同时检测DS的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能PORTA时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_0;//PORTA0 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);    //输出1

    DS18B20_Rst();
    return DS18B20_Check();//未检测到DS18B20则返回1
}

既然学到了这里，想必大家对这个都十分熟悉，这里我就不再多说。

以上，DS18B20读取温度的方式就讲完了。学会使用这些函数，就可以在主函数中调用他们来读取外界温度。