DSB应用篇详细解说

1、板外的第一个扩展DS18B20温度测量（1）理论知识DS18B20数字温度测量传感器，网上介绍很多，我就不罗嗦了。见图DS18B20与前产品DS1820的不同：DS18B20继承了DS1820的全部优点，并做了如下改进 1.供电范围扩大为。2.温度分辨力可编程。3.转换速率有很大提高.4.内部存储器映射关系发生变化。5.具有电源反接保护电路。5.体积减小一半。 对我们使用来说最大的不同就是DS18B20可以程序设定912位的分辨率数字值，而DS1820为固定的9位数字值，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。电路的接法：DS18B20说明书上介绍了几种电路的接法，但我这里就说最常用的一种

2、接法见图：先介绍一下DS18B20内部的结构：常规的内部逻辑图我就不说了，只说说跟我们使用直接相关的内容。DS18B20的内部存储资源分为8个字节的ROM、9个字节的RAM、3个字节的EEPROM如下图：一、ROM：在DS18B20内部光刻了一个长度为64bit的ROM，这个编码是器件的身份识别标志。如下图：64位光刻ROM的排列是：开始（最低）8位是产品类型标号，对于DS18B20来说就是（28H），接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接

3、多个DS18B20的目的。二、RAM：高速暂存存储器(RAM)由9个字节组成，包含了8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是温度高限TH、温度低限TL暂存区，第五个字节是配置寄存器暂存区，第6、7、8字节是系统保留用，就相当于DS18B20的运算内存，第九个字节是冗余检验字节。其分配如下表所示。、第0和第1字节：当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后。对应的温度计算：当符号位S=0时，直接将二进制位

4、转换为十进制；当S=1时，先将补码变为原码，再计算十进制值。这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。看下图例如+125的数字输出为07D0H，十进制是2000，乘以0.0625就等于125。同样+25.0625的数字输出为0191H，十进制为401，乘以0.0625就得出25.0625了。-55的数字输出为FC90H，因为符号位为1，先将取反，得1101101111

5、，再加一得1101110000，十进制为880，乘以0.0625就得55，为负值，即55。第2第3字节：RAM的第2、3、4字节和EEPROM的三个字节是对应的，内容是相同的，只是RAM因为是暂存器，失电后数据就丢失了。而EEPROM是电擦除只读存储器，失电后数据不会丢失。在工作时得到复位命令后就从EEPROM复制一份数据到RAM的第2、3、4字节内，作为我们进行报警搜索、改写报警值和改写器件设置用，我们从外部只能对RAM进行操作，EEPROM只能从RAM复制而得到要保存的数据。第2字节为报警值高限TH，第3字节为报警值低限。DS18B20完成一次温度转换后，就拿温度值和存储在TH和TL中的值

6、进行比较，因为这些寄存器是8位的，所以小数位被忽略不计。TH或TL的最高有效位直接对应16位温度寄存器的符号位。如果测得的温度高于TH或低于TL，器件内部就会置位一个报警标识。每进行一次测温就对这个标识进行一次更新。当报警标识置位时，DS18B20会对报警搜索命令有反应。这样就允许许多DS18B20并联在一起同时测温，如果某个地方温度超过了限定值。报警的器件就会被立即识别出来并读取。而不用读未报警的器件。第4字节 配置寄存器：第4字节的配置寄存器是用来设置DS18B20的工作模式和测量精度的，其内容如下图：低五位一直都是"1"，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作

7、模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为0，用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下图所示：（DS18B20出厂时被设置为12位）我们使用时可以跟据实际需要通过修改RAM第4字节的R0和R1的值来DS18B20的温度测量精度。需要保存这种设置时，还要用一条复制命令将RAM内的数据复制到EEPROM内。第5、6、7、8字节：前面我们已经说过。RAM的第5、6、7字节是器件的保留字节，就相当于器件内部转换运算时所用的内存。第8字节是循环冗余校验字节。它是前面8个字节的CRC值。起着对前面字节的校验作用。三、EEPROM：EEPROM只有三个字节，和RAM的第2、3、4字节的内容

8、相对应，它的作用就是存储RAM第2、3、4字节的内容，以使这些数据在掉电后不丢失。可能通过几条命令将RAM的该3个字节内容复制到EEPROM或从EEPROM将该3个字节内容复制到RAM的第2、3、4字节去。因为我们从外部想改写报警值和器件的设置都是只对RAM进行操作的。要保存这些设置后的数据就还要用相应的命令将RAM的数据复制到EEPROM去。好了，下面说说对DS18B20的操作都有哪些命令：对DS18B20的操作分为对ROM的操作和对RAM的操作。列表见下图：实际操作的具体实现：DS18B20是单总线器件，通讯协议包括几种单线信号类型：复位脉冲、存在脉冲、写0、写1、读0、读1。所有这些信号

9、，除存在脉冲外，其余都是由总线控制器（单片机）发出的。根据DS18B20的通讯协议，主机（单片机）控制DS18B20完成一次操作经过三个步骤：要对DS18B20进行复位操作，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。对DS18B20复位操作：主机（单片机）和DS18B20间的任何通讯都需要以初始化序列开始，初始化序列就是主机发出一个复位脉冲跟着检测一个DS18B20的存在脉冲，表明DS18B20已经准备好发送和接收数据。初始化序列见下图：主机首先发出一个480960微秒的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测

10、，如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应答。做为从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480960微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待1560微秒后将总线电平拉低60240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。对DS18B20的写和读操作：接下来就是主机发出各种操作命令，但各种操作命令都是向DS18B20写0和写1组成的命令字节，接收数据时也是从DS18B20读取0或1的过程。因此首先要搞清主机是如何进行写0、写1、读0和读1的。写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。

11、写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0，则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平。若主机想写1，在一开始拉低总线电平1微秒后就释放总线为高电平，一直到写周期结束。而做为从机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样，在采样期内总线为高电平则为1，若采样期内总线为低电平则为0。对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是从主机把单总线拉低之后，在1微秒之后就得释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要

12、送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。（为什么不可以像写时序那样将采样时间放在读周期开始后的第15微秒到45微秒之间呢。虽然目前这样也不是不可以，但总觉得不安全。有点悬啊！）DS18B20的说明书上也说，由于主机拉低总线电平时间Tint、释放总线时的恢复时间TRC与采样时间Tsample之和必须小于15微秒。如下图13。为了使读出数据更可靠

13、，说明书上建议Tint和TRC保持时间尽可能小，把控制器采样时间放到15微秒周期的最后。如下图14。（要是像写周期那样不就从容了，何必搞得紧紧张张的，唉！）好！弄清了如何复位，如何写1写0和读1读0，我们现在就要看看在总线上如何进行实际的运用。例如，我们做两个操作，第一个是让DS18B20进行一次温度的转换。第二是读取RAM内的温度。让DS18B20进行一次温度的转换。前面已经讲过每一个对DS18B20的操作都要有三个步骤。一是复位操作。二是对ROM的操作。三是对RAM的操作。现在我们要做的是让DS18B20进行一次温度的转换，那具体的操作就是：1、主机先作个复位操作，2、主机再写跳过ROM的

14、操作（CCH）命令，3、然后主机接着写个转换温度的操作命令，后面释放总线至少一秒，让DS18B20完成转换的操作。在这里要注意的是每个命令字节在写的时候都是低字节先写，例如CCH的二进制为11001100，在写到总线上时要从低位开始写，写的顺序是“零、零、壹、壹、零、零、壹、壹”。整个操作的总线状态如下图。读取RAM内的温度数据。同样，这个操作也要接照三个步骤。1、主机发出复位操作并接收DS18B20的应答（存在）脉冲。2、主机发出跳过对ROM操作的命令（CCH）。3、主机发出读取RAM的命令（BEH），随后主机依次读取DS18B20发出的从第0一第8，共九个字节的数据。如果只想读取温度数据，

15、那在读完第0和第1个数据后就不再理会后面DS18B20发出的数据即可。同样读取数据也是低位在前的。整个操作的总线状态如下图：在这里得说明一下，第二步跳过对ROM操作的命令是在总线上只有一个器件时，为节省时间而简化的操作，若总线上不止一个器件，那么跳过ROM操作命令将会使几器件同时响应，这样就会出现数据冲突。板外的第一个扩展DS18B20温度测量（2）实际制做这个扩展，电路很简单，板子就不用做了吧！把电路焊好就行了。这个是原理图：实际接线图如下：接好的实物图如下：接下来就是写程序了，我们还是一步步地来完成：向总线发出复位信号：sbit TMDAT=P11;/设P1.1为TMDATvoid tmr

16、eset(void)uint i;TMDAT=0;     /将总线拉低i=103;while(i>0) i-;    /延时700微秒TMDAT=1;      /释放总线i=4;while(i>0) i-;    /延时40微秒 检测总线上是否有器件应答（是否有存在信号）：void tmpre(void)uint i;while(TMDAT);     /检测低电平的存在。否则一直循环。wh

17、ile(TMDAT); /检测高电平的存在。否则一直循环。i=4;while(i>0) i-;     /延时这段程序就是检测一个先低后高的脉冲的存在。说明有器件应答了。 从DS18B20上读一个bitbit tmrbit(void)uint i;bit dat;TMDAT=0;   /先将总线拉低i+;              /延时一微秒TMDAT=1;   /释放总线i+;

18、i+;            /延时两微秒dat=TMDAT;    /读取总线i=8;while(i>0) i-;     /延时return(dat); 向总线写一个bitvoid tmwbit(bit testb)if(testb)              

19、0;     /如果是1       TMDAT=0;     /先拉低总线         i+; i+;            /延时2微秒         TMDAT=1; 

20、    /释放总线         i=8;         while(i>0) i-;   /延时40微秒            else            

21、;         /如果是0       TMDAT=0;     /先拉低总线         i=8;         while(i>0) i-;   /延时40微秒     

22、    TMDAT=1;      /释放总线         i+; i+;          /延时2微秒       我这么写大家能看懂吧！与单片机连接图：好！现在上完整的程序：（要慢慢的读了）/LCD12864/*/连线表: CPU=89C51   

23、SysClock=12MHz                     */RS=P2.0   R/W=P2.1    E=P2.2    CS1=P2.3    CS2=P2.4     */DB0-DB7=P3.0-P3.7  

24、     /Reset=InBoard                   */*/DS18B20/*/连线表: CPU=89C51    SysClock=12MHz               &

25、#160;     */单总线： TMDAT=P1.1/                /* #include <reg52.h>#include <stdlib.h>#include <intrins.h>#include <stdio.h> #include <math.h>#define uchar unsign

26、ed char#define uint unsigned int/*LCD引脚定义*/ #define DataPort P3     /LCD128*64 I/O 信号管脚sbit    RS =P20;      /数据指令sbit    RW =P21;      /读写sbit    E   =P22;  &#

27、160;   /使能sbit    CSL =P23;      /左片选sbit    CSR =P24;      /右片选 uchar Page;             /页 地址uchar Col;       

28、;       /列 地址 uchar code ASC_5x7;   /5×7阵点字模uchar str4;           /char的值转换成字符串/*DS18B20引脚定义*/ sbit TMDAT=P11;/*DS18B20函数定义*/void dmsec(uint count);/延时(count)毫秒void tmreset(void);  

29、0; /产生复位信号void tmpre(void);      /检测器件应答信号bit tmrbit(void);      /从总线读一个bituchar tmrbyte(void);   /从总线读一个字节void mwbyte(uchar dat);/向总线写一个字节void tmstart(void);    /启动一次温度转换uchar tmrtemp(void);   /读取温度数据/*LCD函数定义*/voi

30、d BusyL(void);          /左屏检测忙void BusyR(void);          /右屏检测忙void CheckBusy(void);      /读取忙信号void Delay(uint MS);       /延时void Locatexy(void); 

31、60;     /将屏幕横向0-12纵向07转换成左、右屏的的X、Yvoid WriteCommandL( uchar CommandByte );    /向左屏写入指令void WriteCommandR( uchar CommandByte );    /向右屏写入指令uchar ReadData( void );       /读数据void WriteData( uchar DataByte );  

32、60; /写数据void LcmClear( void );       /清屏void LcmInit( void );        /初始化uchar * uchartostr(unsigned char unm);            /将值转成字符串void LcmPutAsc( uchar asc );   

33、60; /显示一个5×7的ASC字符void LcmPutstr( uchar row,uchar y,uchar * str );       /在设定位置显示字符串/*DS18B20函数体定义*/void dmsec(uint count)uint i;while(count-)   for(i=0;i<125;i+)   void tmreset(void)uint i;TMDAT=0;i=103;while(i>0) i-;TMDAT=1;i=4;while(i&g

34、t;0) i-;void tmpre(void)uint i;while(TMDAT);while(TMDAT);i=4;while(i>0) i-;bit tmrbit(void)uint i;bit dat;TMDAT=0;i+;TMDAT=1;i+;i+;dat=TMDAT;i=8;while(i>0) i-;return(dat);uchar tmrbyte(void)uchar i,j,dat;dat=0;for(i=1;i<=8;i+) j=tmrbit();    dat=(j<<7)|(dat>>1);re

35、turn(dat);void tmwbyte(uchar dat)uint i;uchar j;bit testb;for(j=1;j<=8;j+)   testb=dat & 0x01;     dat=dat>>1;     if(testb)       TMDAT=0;         i+; i+;  

36、       TMDAT=1;         i=8;         while(i>0) i-;            else       TMDAT=0;    &

37、#160;    i=8;         while(i>0) i-;         TMDAT=1;         i+; i+;          void tmstart(void)tmreset();tmpre();dmsec(1

38、);tmwbyte(0xcc);tmwbyte(0x44);uchar tmrtemp(void)uchar a,b,y1,y2,y3;tmreset();tmpre();dmsec(1);tmwbyte(0xcc);tmwbyte(0xbe);a=tmrbyte();b=tmrbyte();y1=a>>4;y2=b<<4;y3=y1|y2;return(y3);/*LCD12864函数体*/*/*检查Busy             

39、60;   */*/void BusyL(void)        CSL= 1;        CSR= 0;        CheckBusy(); void BusyR(void)        CSL= 0;      &

40、#160; CSR= 1;        CheckBusy(); void CheckBusy(void)        RS = 0;         /指令        RW = 1;DataPort= 0xFF;      /输出0xff以

41、便读取正确        E = 1;        _nop_();        while(0);/DataPort & 0x80);       /Status Read Bit7 = BUSY        E = 0;  

42、;      _nop_(); /*/*根据设定的坐标数据，定位LCM上的下一个操作单元位置     */*/void Locatexy(void)        uchar x,y;        switch (Col&0xc0)       /* col.and.0xC0 &

43、#160;      */                               /*条件分支执行          */   

44、60;            case 0:         BusyL();break;/*左区 */                case 0x40:      BusyR();break;/*右区 */

45、                x = Col&0x3F|0x40;      /* col.and.0x3f.or.Set Y Address*/        y = Page&0x07|0xB8;     /* row.and.0x07.or.set Page 

46、60;   */        CheckBusy();                /* waitting for enable */        RS = 0;          &

47、#160;      /指令        RW = 0;                 /写        DataPort = y;         &#

48、160;       /设置页面地址        E = 1;        _nop_();        E = 0;        _nop_();        CheckBusy

49、();                /* waitting for enable */        RS = 0;        RW = 0;        DataPort = x;    &

50、#160;            /设置列地址        E = 1;        _nop_();        E = 0;        _nop_(); /*/*写指令 

51、60;                 */*/void WriteCommandL( uchar CommandByte )        BusyL();        DataPort = CommandByte;      

52、0; RS = 0;         /指令        RW = 0;        E = 1;        _nop_();        E = 0;      

53、60; _nop_(); void WriteCommandR( uchar CommandByte )        BusyR();        DataPort = CommandByte;        RS = 0;         /指令    

54、    RW = 0;        E = 1;        _nop_();        E = 0;        _nop_(); /*/*读数据          &

55、#160;        */*/uchar ReadData( void )        uchar DataByte;        Locatexy();     /*坐标定位，返回时保留分区状态不变      */      &#

56、160; RS = 1;         /*数据输出*/        RW = 1;         /*读入 */        DataPort = 0xFF;           

57、   /输出0xff以便读取正确        E = 1;         /*读入到LCM*/        _nop_();        DataByte = DataPort; /*数据读出到数据口P1 */      

58、  E = 0;        _nop_();        return DataByte; /*/*写数据                   */*/void WriteData( uchar DataByte )   &

59、#160;    Locatexy();     /*坐标定位，返回时保留分区状态不变      */        RS = 1;         /*数据输出*/        RW = 0;     &#

60、160;   /*写输出 */        DataPort = DataByte; /*数据输出到数据口 */        E = 1;         /*写入到LCM*/        _nop_();      

61、60; E = 0;        _nop_(); void LcmClear( void )        Page = 0;        Col = 0;        for(Page=0;Page<8;Page+)      

62、60;         for(Col=0;Col<128;Col+)                        WriteData(0); void LcmInit( void )    Delay(200);  &#

63、160;  /等待复位        WriteCommandL(0x3f);    /开显示        WriteCommandR(0x3f);                WriteCommandL(0xc0);    /设置起始

64、地址=0        WriteCommandR(0xc0);         WriteCommandL(0x3f);    /开显示        WriteCommandR(0x3f);         LcmClear();   

65、     Col = 0;        Page= 0;        Locatexy();uchar * uchartostr(uchar unm)uchar x00,xx,x0,x,n;x00=unm/100;xx=unm%100;x0=xx/10;x=xx%10;n=0;if(x00!=0) strn=x00+48; /值加48即为字符    n+;if(!(x00=0&

66、;x0=0) strn=x0+48;    n+;strn=x+48;n+;strn='0'   return str;void LcmPutAsc( uchar asc )        uchar j;        uint x;        x = 5*(asc-32);   

67、60;        for(j=0;j<5;j+)                                        WriteD

68、ata(ASC_5x7x);                        x+;                        Col+;

69、                            WriteData(0x00);             Col+;void LcmPutstr( uchar row,uchar y,uchar * str )

70、unsigned char * x;   x=str;Page=row;Col=y;while(*x!='0') LcmPutAsc( *x );    x+;void Delay(uint MS)        uchar us,usn;        while(MS!=0)          &#

71、160;             usn = 2;        /for 12M                while(usn!=0)          

72、                              us=0xf6;                    &#

73、160;   while (us!=0)us-;                        usn-;                     &

74、#160;          MS-;        void Main( void )        uchar last;        LcmInit();        LcmClear();  

75、60; dmsec(1);    tmstart();      dmsec(1000);      last=tmrtemp();      LcmPutstr( 4,76,uchartostr(last) );    LcmPutstr( 2,42,"DS18B20" );    LcmPutstr( 4,2,"Temper

76、ature" );    LcmPutstr( 4,92,"'C" );        LcmPutstr( 7,42,"" );        while(1)              dmsec(1);    tms

77、tart();    dmsec(1000);    last=tmrtemp();    LcmPutstr( 4,76,uchartostr(last) );         /Delay(1000);               unsigned char code ASC_5x7=

78、0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, /0x00, 0x00, 0x4F, 0x00, 0x00, /0x00, 0x07, 0x00, 0x07, 0x00, /0x14, 0x7F, 0x14, 0x7F, 0x14, /0x24, 0x2A, 0x7F, 0x2A, 0x12, /0x23, 0x13, 0x08, 0x64, 0x62, /0x36, 0x49, 0x55, 0x22, 0x50, /0x00, 0x05, 0x03, 0x00, 0x00, /0x00, 0x1C, 0x22, 0x41, 0x00, /0x00, 0x41, 0x22, 0x1C, 0x00, /0x14, 0x08, 0x3E, 0x08, 0x14, /0x08, 0x08, 0x3E, 0x08, 0x08, /0x00, 0x50, 0x30, 0x00, 0x00, /0x08, 0x08, 0x08, 0x08, 0x00, /0x00, 0x60, 0x60, 0x00, 0x00, /0x2