DS18B20是一款單總線可編程分辨率的數字溫度計，詳細內容可見中英文datasheet，筆者不在贅述。

很早就接觸到的溫度傳感器，也相信每一個曾學習過嵌入式開發的人都用過，筆者在STM32F4上自碼DS18B20驅動，有些小小心得：

DS18B20的控制流程

根據DS18B20的通信協議，DS18B20只能作為從機，而單片機系統作為主機，單片機控制DS18B20完成一次溫度轉換必須經過3個步驟：復位、發送ROM指令、發送RAM指令。每次對DS18B20的操作都要進行以上三個步驟。

復位過程為：單片機將數據線拉低至少480uS，然后釋放數據線，等待15-60uS讓DS18B20接收信號，DS18B20接收到信號后，會把數據線拉低60-240uS，主機檢測到數據線被拉低后標識復位成功；

發送ROM指令：ROM指令表示主機對系統上所接的全部DS18B20進行尋址，以確定對那一個DS18B20進行操作，或者是讀取某個DS18B20的ROM序列號。

發送RAM指令：RAM指令用于單片機對DS18B20內部RAM進行操作，如讀取寄存器的值，或者設置寄存器的值。

具體的RAM和RAM指令請查閱DS18B20的數據手冊。下面簡單介紹：

1、ROM操作命令：DS18B20采用一線通信接口。因為一線通信接口，必須在先完成ROM設定，否則記憶和控制功能將無法使用。一旦總線檢測到從屬器件的存在，它便可以發出器件ROM操作指令，所有ROM操作指令均為8位長度，主要提供以下功能命令：

1 ）讀ROM（指令碼0X33H）：當總線上只有一個節點（器件）時，讀此節點的64位序列號。如果總線上存在多于一個的節點，則此指令不能使用。

2 ）ROM匹配（指令碼0X55H）：此命令后跟64位的ROM序列號，總線上只有與此序列號相同的DS18B20才會做出反應；該指令用于選中某個DS18B20，然后對該DS18B20進行讀寫操作。

3 ）搜索ROM（指令碼0XF0H）： 用于確定接在總線上DS18B20的個數和識別所有的64位ROM序列號。當系統開始工作，總線主機可能不知道總線上的器件個數或者不知道其64位ROM序列號，搜索命令用于識別所有連接于總線上的64位ROM序列號。

4 ）跳過ROM（指令碼0XCCH）： 此指令只適合于總線上只有一個節點；該命令通過允許總線主機不提供64位ROM序列號而直接訪問RAM，以節省操作時間。

5 ）報警檢查（指令碼0XECH）：此指令與搜索ROM指令基本相同，差別在于只有溫度超過設定的上限或者下限值的DS18B20才會作出響應。只要DS18B20一上電，告警條件就保持在設置狀態，直到另一次溫度測量顯示出非告警值，或者改變TH或TL的設置使得測量值再一次位于允許的范圍之內。儲存在EEPROM內的觸發器用于告警。

RAM指令

DS18B20有六條RAM命令：

1）溫度轉換（指令碼0X44H）：啟動DS18B20進行溫度轉換，結果存入內部RAM。

2）讀暫存器（指令碼0XBEH）：讀暫存器9個字節內容，此指令從RAM的第1個字節（字節0）開始讀取，直到九個字節（字節8，CRC值）被讀出為止。如果不需要讀出所有字節的內容，那么主機可以在任何時候發出復位信號以中止讀操作。

3）寫暫存器（指令碼0X4EH）： 將上下限溫度報警值和配置數據寫入到RAM的2、3、4字節，此命令后跟需要些入到這三個字節的數據。

4）復制暫存器（指令碼0X48H）：把暫存器的2、3、4字節復制到EEPROM中，用以掉電保存。

5）重新調E2RAM（指令碼0XB8H）：把EEROM中的溫度上下限及配置字節恢復到RAM的2、3、4字節，用以上電后恢復以前保存的報警值及配置字節。

6）讀電源供電方式（指令碼0XB4H）：啟動DS18B20發送電源供電方式的信號給主CPU。對于在此命令送至DS18B20后所發出的第一次讀出數據的時間片，器件都會給出其電源方式的信號?！?”表示寄生電源供電。“1”表示外部電源供電。

1.初始化時序要注意，筆者親測，在MCU控制單總線為低電平240us即可（數據手冊上要求至少480us）釋放總線，等待60us后即可檢測到到DS18B20返回的拉低單總線信號，此處，需注意至少應在此等待120us，否則可能會導致溫度傳感器無法正常工作。2.初學者需注意時序，對于DS18B20的操作都必需經過三步：初始化，ROM命令（多為跳過指令0xCC），DS18B20功能命令。再次強調對其的每一個操作必須經過這三步，可閱讀code加深理解。

3.在讀取DS18B20時，注意順序，DS18B20先發送低位，在字節讀取時應當注意。

4.初學者應嘗試實現對于DS18B20內部ROM的8位系列號（28H），和48位唯一序列號進行讀取，以及修改溫度傳感器內部EEPROM的過溫、低溫報警值。

DS18B20驅動程序源代碼如下：

#include 《ds18b20.h》

#include “delay.h”

#include “usart.h”

//ds18b20初始化

void init_ds18b20（ void ）

{

init_onewire_out（）;

GPIO_ResetBits（GPIOG，GPIO_Pin_9）;

delay_us（480）;

init_onewire_in（）;

delay_us（60）;

if（ ！DQ_In）

{

delay_us（120）;

}

}

//ds18b20 檢測

void chack_ds18b20（ void ）

{

init_onewire_out（）;

GPIO_ResetBits（GPIOG，GPIO_Pin_9）;

delay_us（240）;

init_onewire_in（）;

delay_us（60）;

if（ ！DQ_In）

{

delay_us（80）;

if（ ！DQ_In ）

printf（“檢測到DS18B20！\r\n”）;

}

}

//設置為主設備寫總線，從設備讀總線

void init_onewire_out（ void ）

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd（RCC_AHB1Periph_GPIOG， ENABLE）;//使能GPIOG時鐘

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通輸出模式

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉

GPIO_Init（GPIOG， &GPIO_InitStructure）;//初始化

}

//設置為主設備讀取總線，從設備寫總線

void init_onewire_in（ void ）

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd（RCC_AHB1Periph_GPIOG， ENABLE）;//使能GPIOG時鐘

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通輸入模式

// GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉

GPIO_Init（GPIOG， &GPIO_InitStructure）;//初始化

}

void ds18b20_write_byte（ u8 data ）

{

u8 i;

u8 j=0;

init_onewire_out（）;

for（i=0;i《8;i++）

{

j=data & 0x01;

if（j）

{

DQ_Out=0; //寫1

delay_us（15）;

DQ_Out=1;

delay_us（60）;

}

else

{

DQ_Out=0; //寫0

delay_us（60）;

DQ_Out=1;

delay_us（1）;

}

data = data》》1;

}

}

//讀取DS18B20 的一位

u8 ds18b20_read_bit（ void ）

{

u8 bit;

init_onewire_out（）;

DQ_Out=0;

delay_us（2）;

DQ_Out=1;

init_onewire_in（）;

delay_us（12）;

if（DQ_In）

bit=1;

else

bit=0;

delay_us（50）;

return bit;

}

//讀ds18b20的字節

u8 ds18b20_read_byte （ void ）

{

u8 data=0;

u8 i;

u8 j=0;

for（i=0;i《8;i++）

{

j=ds18b20_read_bit（）;

if（j） //注意順序即可，ds18b20先發送地位到總線上

j=j《《i;

data |=j;

}

return data;

}

//獲取ds18b20的系列碼和48位唯一序列號

void ds18b20_read_rom_number（）

{

u32 number=0;

u8 data，i，serial_num，ds18b20_crc;

init_ds18b20（）;

ds18b20_write_byte（0x33）;

serial_num = ds18b20_read_byte（）;

for（i=0;i《6;i++）

{

data = ds18b20_read_byte（）;

number |= data;

number = number《《8;

}

ds18b20_crc = ds18b20_read_byte（）;

printf（“系列號是：%d\r\n”，serial_num）;

printf（“序列號是：%d\r\n”，number）;

printf（“CRC校驗為：%d\r\n”，ds18b20_crc）;

}

//開啟ds18b20溫度轉換

void tem_chage（ void ）

{

init_ds18b20（）;

ds18b20_write_byte（0xcc）; //忽略rom指令

ds18b20_write_byte（0x44）; //開啟轉換

}

short get_temp（ void ）

{

int temp=0;

u8 i，TH，TL;

short tem;

tem_chage（）;

delay_us（10）;

init_ds18b20（）;

ds18b20_write_byte（0xcc）; //忽略rom指令

ds18b20_write_byte（0xbe）; //讀取溫度轉換值

TL=ds18b20_read_byte（）;

TH=ds18b20_read_byte（）;

if（TH 》 7） //通過判讀存儲器的高五位的0，1來判斷溫度的正負，

{

temp = 0; //為負

TH =~TH;

TL =~TL;

}

else

temp = 1; //為正

tem = TH;

tem =tem《《8;

tem =tem+TL;

tem = （double）tem * 0.625;

if（temp）

return tem;

else

return -tem;

}

void ds18b20_return_TH_TL_CONF（ void ）

{

char data，data_TH，data_TL，CONF;

init_ds18b20（）;

ds18b20_write_byte（0xcc）; //忽略rom指令

ds18b20_write_byte（0xbe）; //讀取溫度轉換值

data = ds18b20_read_byte（）;

data = ds18b20_read_byte（）;

data_TH = ds18b20_read_byte（）;

data_TL = ds18b20_read_byte（）;

CONF =ds18b20_read_byte（）;

printf（“過溫報警的溫度為：%d℃\r\n”，data_TH）;

printf（“低溫報警的溫度為：%d℃\r\n”，-（data_TL-128））;

CONF &=0x60 ;

CONF =CONF》》5;

switch （CONF） {

case 0：

printf（“ds18b20的測量精度為9位，精度為0.5℃\r\n”）;

break;

case 1：

printf（“ds18b20的測量精度為10位，精度為0.25℃\r\n”）;

break;

case 2：

printf（“ds18b20的測量精度為11位，精度為0.125℃\r\n”）;

break;

case 3：

printf（“ds18b20的測量精度為12位，精度為0.0625℃\r\n”）;

break;

default：

printf（“error??！\r\n”）;

break;

}

}

//設置溫度報警值和配置精度，TH過溫報警值（TH》0），TL低溫報警值（TL為負數 ），mode配置模式0，1，2，3

//mode=0 精度為9位 00011111 dat=31

//mode=1 精度為10位 00111111 dat=63

//mode=2 精度為11位 01011111 dat=95

//mode=3 精度為12位 01111111 dat =127

void ds18b20_write_TH_TL_CONF（u8 TH，u8 TL，u8 mode）

{

u8 dat;

switch （mode）{

case 0：

dat=31;

break;

case 1：

dat=63;

break;

case 2：

dat=95;

break;

case 3：

dat=127;

break;

default：

printf（“mode error?。r\n”）;

dat=127;

break;

}

TL=TL+128;

init_ds18b20（）;

ds18b20_write_byte（0xcc）; //忽略rom指令

ds18b20_write_byte（0x4e）; //寫入暫存寄存器 ，過溫和低溫報警值

ds18b20_write_byte（TH）; //寫入20°為過溫報警值

ds18b20_write_byte（TL）; //寫入-20°為低溫報警值

ds18b20_write_byte（dat）; //寫入精度

init_ds18b20（）;

ds18b20_write_byte（0xcc）; //忽略rom指令

ds18b20_write_byte（0x48）; //將寫入的暫存寄存器拷入EEPROM

}

void ds18b20_chack_self（ void ）

{

chack_ds18b20（）;

ds18b20_read_rom_number（）;

ds18b20_return_TH_TL_CONF（）;

}