ds18b20温度传感器驱动编写
协议
DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输，其工作时序包括：初始化时序、写时序、读时序。
黑色部分表示单片机操作，蓝色部分表示18b20操作，每次主机操作完成之后等待18b20状态时，必须要释放总线，比如将IO设置为高阻态什么的。否则18B20没法把状态写到线上。
过程1、2是初始化过程，每次读取都要初始化，否则18b20处于待机状态，无法成功读取。过程1：拉低信号线480-700us，使它复位，然后释放总线15-60us，18b20会拉低总线60-240us，然后它释放总线。所以初始化成功的一个标志就是能否读到18b20这个先低后高的操作时序。
与之对应的代码，其实是按照时序图编写的：
注意观察dq，DQ=0;TempDelay(80);拉低信号线480-700us，使它复位，对应时序图上黑色线一开始为0.DQ=1; TempDelay(5);释放总线15-60us，对应时序图上黑色线变成1.
然后如果18b20拉低总线,说明初始化成功
if(DQ==0)
flag=1; //detect 18b20 success
else
flag=0; //detect 18b20 fail
复位的整体代码：
void ds_reset(void)//复位函数
{
DQ=1;
_nop_(); //1us
DQ=0;
TempDelay(80); //当总线停留在低电平超过480us，总线上所以器件都将被复位，这里
//延时约530us总线停留在低电平超过480μs，总线上的所有器件都
//将被复位。延时的数据取决于芯片
_nop_();
DQ=1; //产生复位脉冲后，微处理器释放总线,让总线处于空闲状态，原因查
//18b20中文资料
TempDelay(5); //释放总线后，以便从机18b20通过拉低总线来指示其是否在线,
//存在检测高电平时间：15~60us， 所以延时44us，进行1-wire presence
//detect（单线存在检测）
_nop_();
_nop_();
_nop_();
if(DQ==0)
flag=1; //detect 18b20 success
else
flag=0; //detect 18b20 fail
TempDelay(20); //存在检测低电平时间：60~240us，所以延时约140us
_nop_();
_nop_();
DQ=1; //再次拉高总线，让总线处于空闲状态
/**/
}
过程3、4是写1bit数据过程。过程3是写0 ，过程4是写1。过程3：拉低总线60us，然后抬高总线5us，完成。过程4：拉低总线5us，然后抬高总线60us，完成。
过程5、6是读1bit过程。过程5是读0，过程6是读1。过程5、6：拉低总线5us，然后释放总线，读取总线，如果为0，则读入0，如果为1，则读入1。
由于我主要研究的是怎么把数据导出来，所以主要看：发送温度转换命令和获得温度这两个函数：
发送温度转换命令
------------------------------------------*/
void tem_change()
{
ds_reset();
delay(1); //约2ms
ds_write_byte(0xcc);
ds_write_byte(0x44);
}
/*----------------------------------------
获得温度：
------------------------------------------*/
uint get_temperature()
{
float wendu;
uchar a,b;
ds_reset();
delay(1); //约2ms
ds_write_byte(0xcc);
ds_write_byte(0xbe);
a=ds_read_byte();
b=ds_read_byte();
temp=b;
temp<<=8;
temp=temp|a;
wendu=temp*0.0625; //温度读取
temp=wendu*10+0.5;
return temp;
}
让DS18B20进行一次温度转换的具体操作如下：
1、主机先做个复位操作；
2、主机再写跳过ROM的操作（CCH）命令；
3、然后主机接着写转换温度的操作指令，后面释放总线至少1秒，让DS18B20完成转换操作。需要注意的是每个命令字节在写的时候都是低字节先写，例如CCH的二进制为11001100，在写到总线上时要从低位开始写，写的顺序是“0、0、1、1、0、0、1、1”。
上面让DS18B20进行一次温度转换就涉及到 ds_write_byte()写操作
读取RAM的温度数据，同样，这个操作也要按照三个步骤：
1、主机发出复位操作并接受DS18B20的应答（存在）脉冲；
2、主机发出跳过对ROM操作的命令（CCH）;
3、主机发出读取RAM的命令（BEH），随后主机依次读取DS18B20发出的从第0-第8，共九个字节的数据。如果只想读取温度数据，那在读完第0和第1个数据后就不再理会后面DS18B20发出的数据即可，同样读取数据也是低位在前.
获得温度的时候，又涉及到了ds_read_byte();读操作
结构
由上图可知，读温度时要读两次，一个是低8位，一个是高8位。最后要合到一块。
ds_write_byte(0xcc);
ds_write_byte(0xbe);
a=ds_read_byte();
b=ds_read_byte();
temp=b;
temp<<=8;
temp=temp|a;
测温原理
低温度系数振荡器温度影响小，用于产生固定频率信号送计数器1;
高温度系数振荡频率随温度变化，产生信号脉冲送计数器2；
计数器1和温度寄存器被预置在 -55℃对应的基数值；
计数器1对低温度系数振荡器产生的脉冲进行减法计数；
当计数器1预置减到0时，温度寄存器加1，计数器1预置重新装入；
计数器1重新对低温度系数振荡器计数；
如此循环，直到计数器2计数到0时，停止对温度寄存器累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。
高温度系数振荡器相当于T/ f 转换器，将被测温度转换成频率信号f ；
当门打开时对低温度系数振荡器计数；
计数门的开启时间有高温度系数振荡器决定。
指令
18B20内部自带5个ROM指令、6条专用指令
ROM指令；
Read ROM(33h）， 读ROM
Match ROM(55h)， 比较
Skip ROM(CCh)， 跳过ROM
Search ROM(F0h)， 搜索、查找
Alarm ROM(ECh)， 报警
专用指令；
Write Scratchpad[便签式](4Eh)， 写便签RAM
Read Scratchpad(BEh), 读数据
Copy Scratchpad(48h), 复制
Convert T(44h), 启动转换
Recall E2(B8h), 搜索、调用
Read Power Supply(B4h)， 读电源电压
代码：
/*--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
初始化：检测总线控制器发出的复位脉冲
和ds18b20的任何通讯都要从初始化开始
初始化序列包括一个由总线控制器发出的复位脉冲
和跟在其后由从机发出的存在脉冲。
初始化：复位脉冲+存在脉冲
具体操作：
总线控制器发出（TX）一个复位脉冲 （一个最少保持480μs 的低电平信号），然后释放总线，
进入接收状态（RX）。单线总线由5K 上拉电阻拉到高电平。探测到I/O 引脚上的上升沿后
DS1820 等待15~60μs，然后发出存在脉冲（一个60~240μs 的低电平信号）。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
void ds_reset(void)//复位函数
{
DQ=1;
_nop_(); //1us
DQ=0;
TempDelay(80); //当总线停留在低电平超过480us，总线上所以器件都将被复位，这里
//延时约530us总线停留在低电平超过480μs，总线上的所有器件都
//将被复位。延时的数据取决于芯片
_nop_();
DQ=1; //产生复位脉冲后，微处理器释放总线,让总线处于空闲状态，原因查
//18b20中文资料
TempDelay(5); //释放总线后，以便从机18b20通过拉低总线来指示其是否在线,
//存在检测高电平时间：15~60us， 所以延时44us，进行1-wire presence
//detect（单线存在检测）
_nop_();
_nop_();
_nop_();
if(DQ==0)
flag=1; //detect 18b20 success
else
flag=0; //detect 18b20 fail
TempDelay(20); //存在检测低电平时间：60~240us，所以延时约140us
_nop_();
_nop_();
DQ=1; //再次拉高总线，让总线处于空闲状态
/**/
}
/*----------------------------------------
读/写时间隙:
DS1820 的数据读写是通过时间隙处理
位和命令字来确认信息交换。
------------------------------------------*/
bit ds_read_bit(void) //读一位
{
bit dat;
DQ=0; //单片机（微处理器）将总线拉低
_nop_(); //读时隙起始于微处理器将总线拉低至少1us
DQ=1; //拉低总线后接着释放总线，让从机18b20能够接管总线，输出有效数据
_nop_();
_nop_(); //小延时一下，读取18b20上的数据 ,因为从ds18b20上输出的数据
//在读"时间隙"下降沿出现15us内有效
dat=ds; //主机读从机18b20输出的数据，这些数据在读时隙的下降沿出现
//15us内有效
TempDelay(10); //所有读"时间隙"必须60~120us，这里77us
return(dat); //返回有效数据
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
uchar ds_read_byte(void ) //读一字节
{
uchar value,i,j;
value=0; //一定别忘了给初值
for(i=0;i<8;i++)
{
j=ds_read_bit();
value=(j<<7)|(value>>1); //这一步的说明在一个word文档里面
}
return(value); //返回一个字节的数据
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void ds_write_byte(uchar dat) //写一个字节
{
uchar i;
bit onebit; //一定不要忘了，onebit是一位
for(i=1;i<=8;i++)
{
onebit=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if(onebit) //写 1
{
DQ=0;
_nop_();
_nop_(); //看时序图，至少延时1us，才产生写"时间隙"
DQ=1; //写时间隙开始后的15μs内允许数据线拉到高电平
TempDelay(5); //所有写时间隙必须最少持续60us
}
else //写 0
{
DQ=0;
TempDelay(8); //主机要生成一个写0 时间隙，必须把数据线拉到低电平并保持至少60μs，这里64us
DQ=1;
_nop_();
_nop_();
}
}
}
/*****************************************
主机（单片机）控制18B20完成温度转换要经过三个步骤：
每一次读写之前都要18B20进行复位操作，复位成功后发送
一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18b20进行
预定的操作。
复位要求主CPU将数据线下拉500us，然后释放，当ds18B20
受到信号后等待16~60us，后发出60~240us的存在低脉冲，
主CPU收到此信号表示复位成功
******************************************/
/*----------------------------------------
进行温度转换：
先初始化
然后跳过ROM：跳过64位ROM地址，直接向ds18B20发温度转换命令，适合单片工作
发送温度转换命令
------------------------------------------*/
void tem_change()
{
ds_reset();
delay(1); //约2ms
ds_write_byte(0xcc); //跳过rom
ds_write_byte(0x44); //启动转换
}
/*----------------------------------------
获得温度：
------------------------------------------*/
uint get_temperature()
{
float wendu;
uchar a,b;
ds_reset();
delay(1); //约2ms
ds_write_byte(0xcc);
ds_write_byte(0xbe);
a=ds_read_byte();
b=ds_read_byte();
temp=b;
temp<<=8;
temp=temp|a;
wendu=temp*0.0625; //温度读取
temp=wendu*10+0.5;
return temp;
}
/*----------------------------------------
读ROM
------------------------------------------*/
void ds_read_rom()
{
uchar a,b;
ds_reset();
delay(30);
ds_write_byte(0x33);
a=ds_read_byte();
b=ds_read_byte();
}
void main()
{
while(1)
{
tem_change(); //12位转换时间最大为750ms
display( get_temperature());
}
}