ds b 详解及程序Word文档下载推荐.docx
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DS18B20存储器结构图
暂存储器的头两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的易失性拷贝,在每次电复位时都会被刷新;
第5字节是配置寄存器的易失性拷贝,同样在电复位时被刷新;
第9字节是前面8个字节的CRC检验值.
配置寄存器的命令内容如下:
R1
R0
1
MSBLSB
R0和R1是温度值分辨率位,按下表进行配置.默认出厂设置是R1R0=11,即12位.
温度值分辨率配置表
分辨率
最大转换时间(ms)
9bit
(tconv/8)
10bit
(tconv/4)
11bit
375(tconv/2)
12bit
750(tconv)
4种分辨率对应的温度分辨率为0.5℃,0.25℃,0.125℃,0.0625℃(即最低一位代表的温度值)
12位分辨率时的两个温度字节的具体格式如下:
低字节:
2^3
2^2
2^1
2^0
2^-1
2^-2
2^-3
2^-4
高字节:
S
2^6
2^5
2^4
其中高字节前5位都是符号位S,若分辨率低于12位时,相应地使最低为0,如:
当分辨率为10位时,低字节为:
高字节不变....
一些温度与转换后输出的数字参照如下:
温度
数字输出
换成16进制
+125℃
00000111
07D0H
+85℃
0000010101010000
0550H
+25.0625℃
00000001
0191H
+10.125℃
00000000
00A2H
+0.5℃
0000000000001000
0008H
0℃
0000000000000000
0000H
-0.5℃
FFF8H
-10.125℃
01011110
FFE5H
-25.0625℃
01101111
FF6FH
-55℃
FC90H
由上表可看出,当输出是负温度时,使用补码表示,方便计算机运算(若是用C语言,直接将结果赋值给一个int变量即可).
DS18B20的使用方法:
由于DS18B20采用的是方式,即在一根数据线实现数据的双向传输,而对单片机来说,我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据,因此,对读写的数据位有着严格的时序要求。
DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。
该协议定义了几种信号的时序:
初始化时序(dsInit()实现)、读时序(readByte())、写时序(writeByte())。
所有时序都是将主机作为主设备,单总线器件作为从设备。
而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始,如果要求单总线器件回送数据,在进行写命令后,主机需启动读时序完成数据接收。
数据和命令的传输都是低位在先。
DS18B20与单片机连接电路图:
利用软件模拟DS18B20的单线协议和命令:
主机操作DS18B20必须遵循下面的顺序
1.初始化
单线总线上的所有操作都是从初始化开始的.过程如下:
1)请求:
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接收模式.主机释放总线时,会产生一个上升沿脉冲.
DQ:
1->
0(480us+)->
1
2)响应:
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.
DQ:
1(15~60us)->
0(60~240us)
3)接收响应:
主机接收到从机的应答脉冲后,说明有单线器件在线.至此,初始化完成.
0
2.ROM操作命令
当主机检测到应答脉冲,便可发起ROM操作命令.共有5类ROM操作命令,如下表
命令类型
命令字节
功能
ReadRom读ROM
33H
读取激光ROM中的64位,只能用于总线上单个DS18B20器件情况,多挂时会发生数据冲突
MatchRom匹配ROM
55H
此命令后跟64位ROM序列号,寻址多挂总线上的对应DS18B20.只有序列号完全匹配的DS18B20才能响应后面的内存操作命令,其他不匹配的将等待复位脉冲.可用于单挂或多挂两种情况.
SkipRom跳过ROM
CCH
可无须提供64位ROM序列号即可运行内存操作命令,只能用于单挂.
SearchRom搜索ROM
F0H
通过一个排除法过程,识别出总线上所有器件的ROM序列号
AlarmSearch告警搜索
ECH
命令流程与SearchRom相同,但DS18B20只有最近的一次温度测量时满足了告警触发条件的,才会响应此命令.
3.内存操作命令
在成功执行ROM操作命令后,才可使用内存操作命令.共有6种内存操作命令:
WriteScratchpad
写暂存器
4EH
写暂存器中地址2~地址4的3个字节(TH,TL和配置寄存器)在发起复位脉冲之前,3个字节都必须要写.
ReadScratchpad
读暂存器
BEH
读取暂存器内容,从字节0~一直到字节8,共9个字节,主机可随时发起复位脉冲,停止此操作,通常我们只需读前5个字节.
CopyScratchpad
复制暂存器
48H
将暂存器中的内容复制进EERAM,以便将温度告警触发字节存入非易失内存.如果此命令后主机产生读时隙,那么只要器件还在进行复制都会输出0,复制完成后输出1.
ConvertT?
温度转换
44H
开始温度转换操作.若在此命令后主机产生时隙,那么只要器件还在进行温度转换就会输出0,转换完成后输出1.
RecallE2
重调E2暂存器
B8H
将存储在EERAM中的温度告警触发值和配置寄存器值重新拷贝到暂存器中,此操作在DS18B20加电时自动产生.
ReadPowerSupply
读供电方式
B4H
主机发起此命令后每个读数时隙内,DS18B20会发信号通知它的供电方式:
0寄生电源,1外部供电.
4.数据处理
DS18B20要求有严格的时序来保证数据的完整性.在单线DQ上,有复位脉冲,应答脉冲,写0,写1,读0,读1这6种信号类型.除了应答脉冲外,其它都由主机产生.数据位的读和写是通过读、写时隙实现的.
1)写时隙:
当主机将数据线从高电平拉至低电平时,产生写时隙.所有写时隙都必须在60us以上,各写时隙间必须保证1us的恢复时间.
写"
1"
:
主机将数据线DQ先拉低,然后释放15us后,将数据线DQ拉高;
0"
主机将DQ拉低并至少保持60us以上.
2)读时隙:
当主机将数据线DQ从高电平拉至低电平时,产生读时隙.所有读时隙最短必须持续60us,各读时隙间必须保证1us的恢复时间.
读:
主机将DQ拉低至少1us,.此时主机马上将DQ拉高,然后就可以延时15us后,读取DQ即可.
源代码:
(测量范围:
0~99度)
DS18B20
1#include<
>
23f4f7f6f7c14voiddelay(unsignedchari)
15{
16unsignedcharj,k;
17for(j=i;
j>
0;
j--)
18{
19for(k=125;
k>
k--);
20}
21}
22
2318voiddelay(unsignedinti)
19{
20unsignedintj;
21while(i--)
22{
23for(j=0;
j<
125;
j++);
24}
25}
26
27//初始化DS18B20
28//让DS18B20一段相对长时间低电平,然后一段相对非常短时间高电平,即可启动
29voiddsInit()
30{
31//对于时钟,unsignedint型的i,作一个i++操作的时间大于为8us
32unsignedinti;
?
33ds=0;
34i=100;
//拉低约800us,符合协议要求的480us以上
35while(i>
0)i--;
36ds=1;
//产生一个上升沿,进入等待应答状态
37i=4;
38while(i>
39}
40
41voiddsWait()
42{
43unsignedinti;
44while(ds);
45while(~ds);
//检测到应答脉冲
46i=4;
47while(i>
48}
49
50//向DS18B20读取一位数据
51//读一位,让DS18B20一小周期低电平,然后两小周期高电平,?
52//之后DS18B20则会输出持续一段时间的一位数据
53bitreadBit()
54{
55unsignedinti;
56bitb;
57ds=0;
58i++;
//延时约8us,符合协议要求至少保持1us
59ds=1;
60i++;
i++;
//延时约16us,符合协议要求的至少延时15us以上
61b=ds;
62i=8;
63while(i>
//延时约64us,符合读时隙不低于60us要求
64returnb;
65}
66
67//读取一字节数据,通过调用readBit()来实现
68unsignedcharreadByte()
69{
70unsignedinti;
71unsignedcharj,dat;
72dat=0;
73for(i=0;
i<
8;
i++)
74{
75j=readBit();
76//最先读出的是最低位数据
77dat=(j<
<
7)|(dat>
1);
78}
79r
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