51单片机读取DS18B20温度传感器

1.首先我们知道DS18B20是单总线协议，只有一根数据线。所以Data数据线即使发送端又是接收端，同时DS18B20内部接了弱上拉电阻（如图一所示），数据线默认为高电平。有了这些概念，我们就能进行下一步。

                                               图一（截取DS18B20芯片手册）

2.初始化DS18B20

     看图二可知，首先我们将总线从高拉低，保持480us左右，然后释放总线（没人拉低，默认高电平），此时总线上为高电平。然后等待15-60us，等待DS18B20模块将总线拉低。（如果拉低则说明DS18B20响应成功），DS18B20拉低60-240us后，释放总线。初始化完成。

                                                              图二

 3.向DS18B20写入数据。

        3.1 向DS18B20写0。

       首先将总线由高拉低，低电平保持15us到60us，然后释放总线。写入0完成。

        3.2 向DS18B20写1。

        将总线由高拉低，低电平保持1-15us（看图三可知，低电平时间要低于15us），再释放总线。

 

                                                                 图三

4.读取DS18B20寄存器中数据

        4.1 读数据0

将总线由高拉低，保持1-15us。如果DS18B20中数据是0，则会将总线拉低。此时，总线上为低电平。我们要在60us以内读取数据(图四可知，60us以内DS18B20会释放总线)。否则可能会读到错误数据。

        4.2 读数据1

将总线由高拉低，保持1-15us，如果数据是1,DS18B20会释放总线，总线上为高电平。然后在15us以后读取数据。

   

                                                                    图四

5.DS18B20一些命令

  5.1 0xCC→跳过ROM  

 5.2 其他命令

  0x44→开始温度转换指令 ，0xBE→读取数据寄存器指令

                                                                     图五

6.DS18B20数据寄存器

 这里也比较关键，所以拎出来讲一下。

首先DS18B20的数据寄存器是16位，其中寄存器高字节的高5位的S表示符号位，其余3位才是表示数据。这里就浅讲一下，后面结合代码来解析一下。

                                                                     图六 

 7.代码实例

    声明：首先这里面的延时都是按照经验值，就是通过实践，得出比较准确的延时。

    注：这里使用的是12M频率的单片机，如果是1M可以把for循环去掉

延时函数如下：

  sbit DQ=P1^4;
//我这里是P1^4连接了DS18B20的数据线。
//你们根据自己的单片机原理图查询
void Delay_OneWire(unsigned int t)  
{unsigned char i;while(t--){for(i=0;i<12;i++);}
}

        7.1 DS18B20初始化

bit init_ds18b20(void)
{bit initflag = 0;DQ = 1;  Delay_OneWire(12);DQ = 0;  //拉低总线Delay_OneWire(80);DQ = 1;Delay_OneWire(10); //等待DS18B20拉低initflag = DQ;     //获取总线数据Delay_OneWire(5);return initflag;  
}

         7.2 向DS18B20写入一字节数据

void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){DQ = 0;  //拉低DQ = dat&0x01; //获取dat最后一位数据Delay_OneWire(5);//写入数据DQ = 1;         //释放总线dat >>= 1;      //dat右移一位}Delay_OneWire(5);
}

        7.3 读取DS18B20数据寄存器的值

unsigned char Read_DS18B20(void)
{unsigned char i;unsigned char dat;//循环8次，读一个字节for(i=0;i<8;i++){DQ = 0;  //拉低dat >>= 1; DQ = 1;  //释放总线if(DQ)  // 因为dat>>1位默认是0 ，如果DQ为0，就不需要赋0了{dat |= 0x80; //给dat赋1}	    Delay_OneWire(5);}return dat;
}

        7.4 读取温度

unsigned int  get_temp()
{ unsigned int result;float i;unsigned char low,high;init_ds18b20();Write_DS18B20(0xcc);//跳过romWrite_DS18B20(0x44);//开始转换init_ds18b20();Write_DS18B20(0xcc);//跳过romWrite_DS18B20(0xbe);//开始转换low=Read_DS18B20(); //先读取低字节high=Read_DS18B20();//再读取高字节result =high&0x0f;  //获取高字节低4位数据（1位符号位，3位数据位）result<<=8;         //左移8位result=result|low;  //或上低字节，拼成16位数据。i=result*0.0625;    //为什么乘0.0625，下面讲result=i*100;       //温度值扩大100倍，方便数码管显示return result;      //返回温度值
}

这里为什么最后的结果result需要乘以*0.0625。我们上面讲过DS18B20的数据寄存器，其实高字节的低3位才是数据位。 如高字节的最后一位本来是 2^4，假如有这个数据。则数据寄存器这个位为1，因为我们已经左移了8位，则变成了2^8.则实际上扩大了2^8/2^4=2^4=16,比实际结果扩大了16倍，所以我们需要乘以0.0625,缩小16倍。这样才能得到真实值。

所以整体原因是因为result左移8位，导致数据扩大了16倍，所以result需要乘以0.0625缩小16倍！

8.结语 

 这次也是通过DS18B20的芯片手册来讲解如何读取DS18B20的数据，以及最后转化为真实温度。   最后也是用代码实例来巩固理论，以及验证理论。