DS18B20初始化-读-写-温度转换

DS18B20

• （一）初始化
• （二）读字节
• （三）写字节
• （四）温度转换
• • 1获得数据
  • 2转换数据

（一）初始化

初始化时序：

1. 数据线先拉到高电平，稍作延时即可（刚开始是高电平还是低电平芯片手册上其实不关心这一部分）
2. 数据线拉到低电平
3. 延时（480us~960us）
4. 将数据线拉高电平
5. 延时等待（大于60us)
6. 判断有没有初始化成功；理论上电平在第4步置高后，DS18B20如果存在就会将数据线拉低
   如果不存在就还是高电平
7. 延时（cpu读到18b20回应的低电平后，还要做延时；其时间是从发出高电平（第4步）时间算起，至少要480us

/********************FunctionDescription_Start********************************
* @Name   : Init_DS18B20
* @param  ：None
* @author : m晴朗
* @Data   : 2021-11-26
* @return :
* @PURPOSE: 初始化DS18B20
1.数据线先拉到高电平，稍作延时即可（刚开始是高电平还是低电平芯片手册上其实不关心这一部分）
2.数据线拉到低电平
3.延时（480us~960us）
4.将数据线拉高电平
5.延时等待（DS18B20回应时间是15~60us，在我自己的硬件上测试出来是27us恢复，
  所有我这里设置延时40us，如果不知道是多长时间回应，可以设置大于60us
6.判断有没有初始化成功；理论上电平在第4步置高后，DS18B20如果存在就会将数据线拉低
  如果不存在就还是高电平
7.延时（cpu读到18b20回应的低电平后，还要做延时；其时间是从发出高电平（第4步）时间算起，至少要480us
/********************FunctionDescription_End*********************************/
void Init_DS18B20(void)
{
    DQ=1;
    delay1us(2);
    DQ=0;
    delay1us(500);
    DQ=1;
    delay1us(40);
    isTemp=DQ;
    delay1us(440);
}

（二）读字节

时序图：

1. 将数据线拉低
2. 延时大于1us（不要太大，因为我延时后面还要执行一个语句，所以整体时间大于1us）
3. 将数据线拉高
4. 延时10us
5. 处理数据
6. 延时50us
7. 重复1~6，直至读完一个字节

/********************FunctionDescription_Start********************************
* @Name   : ReadOneChar
* @param  ：None
* @author : m晴朗
* @Data   : 2021-11-26
* @return :
* @PURPOSE: 读一个字节
1.将数据线拉低
2.延时大于1us（不要太大，因为我延时后面还要执行一个语句，所以整体时间大于1us）
3.将数据线拉高
4.延时10us
5.处理数据
6.延时50us
7.重复1~6，直至读完
/********************FunctionDescription_End*********************************/
Byte ReadOneChar(void)
{
    Byte i=0;
    Byte dat=0;
    for (i=8; i>0; i--) 		//一个字节有8位
    {
        DQ=0;
        delay1us(1);
        dat>>=1;
        DQ=1;
        delay1us(10);
        if(DQ)
            dat|=0x80;
        delay1us(50);
    }
    return(dat);
}

（三）写字节

时序图：

1. 数据线拉低
2. 延时15us
3. 从低位到高位发送数据，一次一位
4. 延时60us
5. 拉高数据线
6. 重复1~5
7. 读完一个字节后要延时40us

/********************FunctionDescription_Start********************************
* @Name   : WriteOneChar
* @param  ：dat: [输入/出]
* @author : m晴朗
* @Data   : 2021-11-26
* @return :
* @PURPOSE: 写一个字节
1.数据线拉低
2.延时15us
3.从低位到高位发送数据，一次一位
4.延时60us
5.拉高数据线
6.重复1~5
7.读完一个字节后要延时40us
/********************FunctionDescription_End*********************************/
void WriteOneChar(Byte dat)
{
    unsigned char i=0;
    for(i=8; i>0; i--)
    {
        DQ=0;
        delay1us(15);
        DQ=dat&0x01;
        delay1us(68);
        DQ=1;
        dat>>=1;
    }
    delay1us(40);
}

（四）温度转换

1获得数据

/********************FunctionDescription_Start********************************
* @Name   : ReadTemperature
* @param  ：None
* @author : m晴朗
* @Data   : 2021-11-26
* @return :
* @PURPOSE: 读温度值（低位放tempL;高位放tempH;）
/********************FunctionDescription_End*********************************/
void ReadTemperature(void)
{
    Init_DS18B20(); 					  //初始化
    WriteOneChar(0xcc); 				  //跳过读序列号的操作
    WriteOneChar(0x44); 				  //启动温度转换
    delay1us(800); 						  //转换需要一点时间，延时
    Init_DS18B20(); 				  	  //初始化
    WriteOneChar(0xcc); 				  //跳过读序列号的操作
    WriteOneChar(0xbe); 				  //读温度寄存器（头两个值分别为温度的低位和高位）
    tempL=ReadOneChar(); 				  //读出温度的低位LSB
    tempH=ReadOneChar(); 				  //读出温度的高位MSB
}

2转换数据

1. 格式
   

2. 意义
   tempH(xxxx x000)：前5位是符号标志位（0-正数 1-负数）； 后三位和低字节前4位的组成整数部分
   tempL(0000 0000)： 前4位和高字节的后三位组成整数部分； 后四位为小数部分

3. 温度表示图
   

4. 实例计算
   (1) 正数：
   16进制是：00A2H
   2进制是：0000 0000 1010 0010
   取高字节后3位和低字节前4位：000 1010
   转成10进制：10
   低字节后4位：02-1+02-2+12-3+02-4=0.125(02-1为02的-1次方)
   结果：10+0.125=10.125（如上图）
   (2)负数：
   16进制是：FF5EH
   2进制是：1111 1111 0101 1110
   取高字节后3位和低字节前4位：111 0101
   取反加1：000 1011
   转成10进制：11
   加负号：-11
   低字节后4位：12-1+12-2+12-3+02-4=0.875(02-1为02的-1次方)
   结果：-11+0.875=-10.125（如上图）

5. 代码（我用的是QT（c++）编写的，大家用的编程语言不一样，但是算法一样）

//我用的是QT（c++）编写的，大家用的编程语言不一样，但是算法一样
QString DS18B20::CaculateTemp(quint8 tmh, quint8 tml)
{
    quint8 th;
    quint8 tl;
    double temp = 0;
    tl = tml & 0x0F;                //取低字节后四位
    th = (tmh << 4) + (tml >> 4);  //取高字节后三位和低字节前四位
    temp = (int)th;                //整数部分
    if (tmh > 0x08)
    {
        th = ~th + 1;            //取反加一
        temp = -th;              //负数
    }
    temp += tl * 0.0625;       //小数部分
    return QString::number(temp, '.', 2);
}

1. 效果图（有点简陋）