DS18B20温度模块驱动原理

　　一、原理简介
　　
　　DS18820美国DSLIAS公司推出的单总线数字温度传感器，具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易匹配处理器等优点。处理器与DS18820通信只需要一根数据线即可，同时该数据线还可以向挂接的DS18820供电。DS18820内部自带A／D转换器，通过内部的温度采集、A／D转换等一系列过程，将温度值以规定的格式转换为数据并输出，用户可以通过一些简单的算法，将数据还原为温度值。其分辨率可以达到12位，满足一般情况下对温度采集的需要。与模拟温度传感器相比，DS18820省去了信号调理、A/D转换等通道处理电路，从而使得系统线路简单，成本低廉。主要性能指标如下：
　　
　　①电压范围：+3.O～+5.5V（可用数据线供电）。
　　
　　②测温范围：-55℃～+125℃。
　　
　　③通过编程可实现9～12位的数字读数方式，测温分辨率可达0.0625℃。
　　
　　④可自设定非易失性的报警上下限值。
　　
　　DS18820管脚如上图所示，1脚为电源VCC，2脚为DQ，3脚接CND。（注意不要接反，否则就烧掉了！）其内部结构图如下图所示。

　　
　　二、硬件电路
　　
　　本电路图利用到了数码管显示，如下图所示。为了增加数据通信的稳定性，DS18820的数据线上需要接一个4.7k左右的上拉电阻。

　　三、关键程序分析
　　
　　其实，单片机与任何外部器件通信，都是数据的传输过程，只要掌握了最基本的读取一个字节和写入一个字节之后，之后操作就变得简单了！而不同的总线有不同的协议，这点需要注意。DS18820是一款l-wire总线接口的器件，即与外部的处理器通信只有一根线，因此，通信流程就显得稍微复杂。用单片机的I/O口软件模拟l-wire的时序，下图分别是初始化时序、写入lBit时序和读取lBit时序。

      1、关键程序

　　2．程序详解
　　
　　(1)初始化l-wire总线子函数
　　
　　(3)拉低总线
　　
　　(4)延时480us左右
　　
　　(5)置高总线
　　
　　(6)延时160us左右，保证有效复位
　　
　　(8)从总线上读取一个字节子函数

　　(10)定义临时使用位变量
　　
　　(11)定义循环变量及返回变量
　　
　　(12)循环8次读取一个字节
　　
　　(14)拉低总线
　　
　　(15)置高总线
　　
　　(16)读取总线上的当前值
　　
　　(17)延时一小段时间
　　
　　(18)判断读回来的位高低？
　　
　　(19)如果为高，直接修改当前的循环位为高（从低位开始读取）
　　
　　(21)8次循环完毕，将读取的字节上传
　　
　　(23)向总线写入一个字节子函数
　　
　　(25)定义循环变量
　　
　　(26)循环8次写入一个字节数据　　
　　
　　(28)拉低总线
　　
　　(29)判断当前写入的位高低？
　　
　　(30)如果为高，拉高总线，否则继续保持低电平
　　
　　(31)延时一小段时间，将数据写入
　　
　　(32)拉高总线，准备写入下一个位
　　
　　(33)待写入数据右移一位，从低位开始写入
　　
　　(35)全部写入之后，延时一段时间，恢复总线电平

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　　3．注意事项
　　
　　对DS18820的操作必须严格按照时序进行，访问DS18820的顺序如下：
　　
　　step1初始化
　　
　　step2ROM命令
　　
　　step3功能命令（其后跟着所需要的数据交换）
　　
　　每次DS18820被访问时，都必须严格按照这个顺序进行操作，否则DS18820就不会有响应，读取一次温度的流程图如下图所示。

　　四、调试过程及要点
　　
　　首先，接好硬件设备，将开发板通过串口线连接到电脑端，接好USB电源线或者直流5v电源线。之后打开下载软件，选择生成的温度计．hex文件，分别进行下载（注意冷启动，先点击下载，之后再给单片机系统上电）。实际温度测量效果如下图所示。

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