嵌入式学习--1线协议（以ds18b20为例）

DS18B20操作流程

1.初始化：从机复位，主机判断从机是否响应
2.ROM操作：ROM指令+本指令需要的读写操作
3.功能操作：功能指令+本指令需要的读写操作

（1）初始化
单总线上的所有通信都是以初始化序列开始，主机发出初始化信号后等待从设备的应答信号，以确认从设备是否能正常工作。

（2）ROM操作命令
总线主机检测到DS18B20存在之后，便可以发出ROM操作命令，这些命令如下。但是我们一般不关心ROM中的16位产品序列号，通常会发送0xCC跳过ROM的相关操作。

（3）存储器操作命令
接下来发送相应的高速暂存存储器命令，命令表如下。其中0x44命令通知DS18B20传感器开始进行温度变换（温度采样），而0xBE命令则将开始读出DS18B20的采样值。其本质上还是，发送指令让DS18B20开始采集温度，并将温度值以2进制补码写入到元件的高速暂存器中，然后再将值读取出来，MCU用小端序读取值。

（4）数据处理
DS18B20的高速暂存存储器由9个字节组成。当执行温度转换命令（0x44）后，经转换的温度以二字节补码形式存于高速暂存存储器的前两个字节。
以下为温度寄存器结构图：其中，低4位为小数部分，bit[4~10]为整数部分，最高4位为符号位。

时序

复位：
这个阶段要MCU给ds18b20写入启动信号，并等待其应答，如果应答成功，那么说明已经唤醒ds18b20就绪。

1.主机（MCU，下如是）将总线拉低480us，然后释放总线，等待10us，再判断240us内ds18b20是否将总线拉低。
2.拉低后说明已经唤醒，再将总线拉高以备后续使用。

写入数据
这个阶段分为写0与写1操作，用来给ds18b20写入相应的指令进行操作。比如跳过ROM，转换温度，读取温度等。

写1：
1.主机将总线拉高2us，拉低2us（主要是为了创造下降沿），然后拉高60us。释放总线1us。

写0：
1。主机将总线拉高2us，再拉低60us，再释放总线1us。

读取数据
这个阶段分为读0与读1操作，用来读取ds18b20中的温度补码值。

1.主机将总线拉高2us，拉低2us，说明读时序开始，再释放总线，以便ds18b20能操作总线，最后延时10us，等待数据稳定。
2.若此时为低电平则是0，高电平则是1。

相关驱动源码：（51单片机）

main.c

#include 
#include 
#include "Delay.h"	//包含Delay头文件
#include "uart.h"
#include "string.h"
#include "DS18B20.h"
//主函数



void  main()
{
	 URATinit( );
	 printf("Ds18b20采样开始\r\n");
	 while(1)
	 {
		 ds18b20_get_temp();
		 delay_ms(3000);
	 }
	 /**/

}		 

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ds18b20.c

#include"DS18B20.h"
#include "intrins.h"

//--定义使用的IO口--//
sbit ds18b20_pin=P3^7;


/*复位，给ds18b20拉低480us，然后再等待15~60us后，查看接下来的240us内是否有响应（从机将总线拉低）。*/
static char ds18b20_reset()
{
	u8 relay = 0;
	u8 i = 52;
	
	ds18b20_pin = 0;
	while(i--);//延时480us 642/70=9.17142  70/642=0.109034 
	
	i = 6;
	ds18b20_pin = 1;
	while(i--);//延时60us
	
	
	while((1 == ds18b20_pin)&&relay<240)
	{
		//relay++;
		_nop_();
	}
	
	if(relay >= 240)
	{
		printf("Timeout reset,has not recept.\r\n");
		return -1;
	}
	
	ds18b20_pin = 1;//释放总线
	
	return 0;
}

/*1线协议，写入一字节数据到ds18b20*/
static void one_wire_send_byte(u8 datas)
{
	u8 i = 0,j = 0;
	
	for(i=0;i<=7;i++)
	{
		ds18b20_pin = 0;//每写入一位，至少拉低1us
		_nop_();
		
		j = 6;
		ds18b20_pin = datas & 0x01;
		while(j--);//延时60us以上
		
		ds18b20_pin = 1;
		_nop_();//释放总线1us以上
		
		datas >>= 1;
	}
}

/*1线协议，读取ds18b20一字节数据*/
static u8 one_wire_read_byte()
{
	u8 byte=0, bi=0;
	u8 i, j;	
	for(j=0; j<=7; j++)
	{
		ds18b20_pin = 0;//先将总线拉低1us
		_nop_();	
		
		ds18b20_pin = 1;//然后释放总线
		_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();//延时6us等待数据稳定
		
		bi = ds18b20_pin;	 //读取数据，从最低位开始读取
		
		byte |= (bi << j);
		
		i = 4;		//读取完之后等待48us再接着读取下一个数	
		while(i--);
	}		
	
	return byte;
}


/*复位、跳过ROM、转换温度*/
static char ds18b20_changtemp()
{
	if(ds18b20_reset()<0)
	{
		printf("reset() failure.\r\n");
		return -1;
	}
	
	delay_ms(1);
	one_wire_send_byte(0xcc);//跳过ROM
	one_wire_send_byte(0x44);//温度变换，实际上是在ds18b20方，将转换温度为二进制存放在快速存储器中
	
//	delay(100);	//等待转换成功
	return 0;
}

/*复位、跳过ROM、转换温度*/
static char  ds18b20_readtemp()
{	
	if(ds18b20_reset()<0)
	{
		printf("reset() failure.\r\n");
		return -1;
	}
	
	delay_ms(1);
	one_wire_send_byte(0xcc);//跳过ROM
	one_wire_send_byte(0xbe);//读取温度
	
	return 0;
}

/*获取温度，先进行温度转换，再进行温度读取，最后将温度传出去*/
int ds18b20_get_temp()
{
	int temp = 0;
	float tp;  
	u8 hight_byte, low_byte;
	
	ds18b20_changtemp();			 	//先写入转换命令
	ds18b20_readtemp();			//然后等待转换完后发送读取温度命令
	
	low_byte = one_wire_read_byte();		//读取温度值共16位，先读低字节
	hight_byte = one_wire_read_byte();		//再读高字节
	
	temp = hight_byte;
	temp <<= 8;
	temp |= low_byte;

	
	if(temp< 0)//当温度值为负数
	{
		//负值，原码=补码-1再取反码
		temp=temp-1;
		temp=~temp;
		
		tp=temp;
		temp=tp*0.0625*100+0.5;	
	}
	else
	{			
		tp=temp;//因为数据处理有小数点所以将温度赋给一个浮点型变量
		temp=tp*0.0625*100+0.5;	
		//留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点
		//后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就
		//算加上0.5，还是在小数点后面。
	}
	
	printf("%d\r\n",temp);
	return temp;
}
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ds18b20.h

#ifndef __DS18B20_H__
#define __DS18B20_H__

#include
#include "Delay.h"
#include 

//---重定义关键词---//
typedef unsigned char u8;

//--声明全局函数--//
int ds18b20_get_temp();

#endif

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