FPGA(14) 实验综合9 DS18B20温度传感

DS18B20简介

一种数字温度传感器，输出数字信号表示温度，体积小，抗干扰能力强，精度高

测量温度范围从负五十五到正一百二十五。精度正负五度，最大转换时间750ms

其命令分为ROM型和RAM型

ROM型指对其内部自带的64位ROM进行操作：包括读取、匹配、跳过、搜索、报警搜索。其内部ROM主要存储，DS18B20的ID号，便于同时操作多个DS18B20.。

ROM完后就是RAM，其内部结构如下图

如果使用寄生电源，总线控制器必须在发出温度转换后立即启动强上拉，并保持500ms

数据格式

最高位为符号位，默认十一位温度值（BYTE0中八位，BYTE1中四位），最低四位是小数位

低11位取补码再从二进制转换为十进制后再乘以0.0625得到所测实际温度，BYTE1前5位同时变化且均为1时，温度为负数

初始化序列

每次写操作至少60us，在两次写操作之间需要至少1us恢复时间，写操作起始于主机拉低数据总线。
在拉低期间进行采集数据

读操作同样需要60us，读操作之间至少需要1us的恢复时间：读操作由主机发起，至少拉低总线1us。
主机发起读操作后，由从机确定单总线上高低电平。
与写操作的区别在于 ：读操作时会在拉低总线的15us内读取数据，因此主机需要在15us内采样

部分代码

符号位判断

always @(posedge clk_1us or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n) begin
        sign  <=  1'b0;
        data1 <= 11'b0;
    end
    else if(org_data[15] == 1'b0) begin
        sign  <= 1'b0;
        data1 <= org_data[10:0];
    end
    else if(org_data[15] == 1'b1) begin
        sign  <= 1'b1;
        data1 <= ~org_data[10:0] + 1'b1;
    end
end

温度转换与输出

assign data2 = (data1 * 11'd625)/ 7'd100;
always @(posedge clk_1us or negedge rst_n) begin
    if(!rst_n)
        temp_data <= 20'b0;
    else
        temp_data <= data2;
end