DS18B20的时序操作

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  • 1.DS18B20的时序操作
    • 1.1 复位
    • 1.2 检查
    • 1.3 按字节写入
    • 1.4 按位读取
    • 1.5 按字节读取
  • 2.DS18B20的温度读取
  • 3.DS18B20的温度数据结构

1.DS18B20的时序操作

DS18B20参考连接图:
DS18B20的时序操作_第1张图片
通讯方式:单总线模式通讯,DS18B20为从机;

1.1 复位

主机拉低18B20_DQ至少480us后,释放,将会被DS18B20视为复位脉冲,DS18B20将会对此复位脉冲回应,故:主机拉低18B20_DQ至少480us后延时15us进入接受模式等待DS18B20返回的数据。

//DS18B20复位
void DS18B20_Rest(void)	   
{                 
	DS18B20_IO_OUT(); //设置主机信号线对应IO为推挽输出模式 GPIOB->CRL&=0XFFFFFF3F
  	DS18B20_DQ_OUT=0; //主机拉低数据线
  	delay_us(600);    //延时600us
 	DS18B20_DQ_OUT=1; //拉高DQ信号线延时后接收数据 
	delay_us(15);     //延时15us
}

1.2 检查

//DS18B20检查
u8 DS18B20_check(void)	   
{                 
	u8 retry=0; //创建u8类型累加数据 
	DS18B20_IO_IN(); //设置主机数据线对应IO为浮空输入 GPIOB->CRL&=0XFFFFFF8F
  	while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200) //数据线高电平时间超过200us则超时,跳出while循环,数据线高电平时间少于200us,跳出while循环
	{
		retry++;
		delay_us(1);
	};	 
	if(retry>=200) //超时认为DS18B20不存在 返回1
		return 1;
	else  //数据线200us内被拉低,retry置0
		retry=0;
    while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240) //数据线低电平持续时间超过240us超时,跳出while循环,数据线低电平保持时间少于240us跳出while循环
	{
		retry++;
		delay_us(1);
	};
	if(retry>=240) //数据线低电平持续时间超过240us超时,通讯异常,认为DS18B20不存在,返回1
		return 1;	    
	return 0; //数据线低电平保持时间少于240us跳出while循环,DS18B20存在,返回0
}

1.3 按字节写入

// DS18B20写入1个Byte
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)     
{             
    u8 j;
    u8 testb;
	DS18B20_IO_OUT(); //设置主机信号线对应IO为推挽输出模式 GPIOB->CRL&=0XFFFFFF3F
    for (j=1;j<=8;j++)   //1-8写入8个bit
	{
        testb=dat&0x01; //dat的第(0)位,赋值8次 bit0~bit7
        dat=dat>>1; //第1位变为第(0)位,共执行8次,7次有效,最后一次右移不赋值
        /*以下为写的位操作,执行时间62us*/
        if (testb) 
        {
            DS18B20_DQ_OUT=0; // 写1
            delay_us(2);                            
            DS18B20_DQ_OUT=1; 
            delay_us(60);             
        }
        else 
        {
            DS18B20_DQ_OUT=0;// 写0
            delay_us(60);             
            DS18B20_DQ_OUT=1;
            delay_us(2);                          
        }
    }
}

1.4 按位读取

//读取1bit,先写后读
u8 DS18B20_Read_Bit(void) 			 // 
{
    u8 data;
	DS18B20_IO_OUT(); //设置主机信号线对应IO为推挽输出模式 GPIOB->CRL&=0XFFFFFF3F
    DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低数据线
	delay_us(2);
    DS18B20_DQ_OUT=1;  //拉高数据线
	DS18B20_IO_IN();   //设置主机数据线对应IO为浮空输入 GPIOB->CRL&=0XFFFFFF8F
	delay_us(12); //12us后读取电平状态
	/*高电平为1,低电平为0*/
	if(DS18B20_DQ_IN)
		data=1;
    else 
    	data=0;	 
    delay_us(50);  //读取操作时间62us,此时延时50us结束本次操作,(主机读取从机的bit写入)          
    return data; //返回读取到的bit
}

1.5 按字节读取

// 按字节读取,返回读到的字节数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void)   
{        
    u8 i,j,dat;
    dat=0;
	for (i=1;i<=8;i++) 
	{
        j=DS18B20_Read_Bit(); //按位读取,先读低位,再读高位
        dat=(j<<7)|(dat>>1); //j为收到的低数据位,dat第一次操作为无效操作,后dat操作7次,第一次接收到的数据由7bit-0bit
    }						    
    return dat; //返回接收单字节
}

2.DS18B20的温度读取

操作过程:

DS18B20_Rest(); //DS18B20复位
DS18B20_check(); //检查是否存在DS18B20
DS18B20_Write_Byte(0xCC); //总线设备唯一,写入SKIP ROM命令,忽略设备选取的过程,直接进行后续的操作
DS18B20_Write_Byte(0xBE); //写入转换温度指令
DATA_CRL = DS18B20_Read_Byte(); //读取低8位
DATA_CRH = DS18B20_Read_Byte(); //读取高8位

3.DS18B20的温度数据结构

DS18B20的时序操作_第2张图片
DS18B20数据:0bit~15bit,共计16位;
12bit~15bit:符号位,0000 -> +号 ; 1111 -> -号;
4bit~11bit: 整数位,
0bit~3bit: 小数位,

若:符号位为+,则温度等于:
(4bit-11bit)+( 0bit-3bit)*0.0625;
例如:+25.0625 = (0001 1001)+(0001)*0.0625 = 25+0.0625 = 25.0625

若:符号位为-,则温度等于正温度值取补码:
[ ~(4bit-11bit) ]+ [ ~(0bit-3bit) ]*0.0625 = -25.0625;

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