一、DS18B20简介
DS18B20是一种常见的数字温度传感器，其控制命令和数据都是以数字信号的方式输入输出，相比较于模拟温度传感器，具有功能强大、硬件简单、易扩展、抗干扰性强等特点
- 测温范围: -55°C 到+125°C
- 通信接口: 1-Wire (单 总线)
- 其它特征:可形成总线结构、内置温度报警功能、可寄生供电
DS18B20器件框图
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图中：
1. 64-BT ROM:作为器件地址。用于总线通信的寻址。每个DS18B02都有一个ID号，用来寻址，相当于一个大门，当只有一个单总线设备时，可以选择跳过这个大门；
2. SCRATHPAD，属于RAM， (暂存器)公用于总线的数据交互
3. EEPROM用于保存温度触发阚值和配置参数
4. MEMORY CONTROL LOGIC 内存控制逻辑，相当于管家，操作底下的暂存器；
5. TEMPERATURE SENSOR 是温度传感器，直接将数据处理好放在暂存器中；
6. 最后两个都是设置阈值的，用于报警；
7. 第四个是配置寄存器，设置分辨率，默认最高分辨率0.0625，可以设置为0.5的分辨率，使得运算的更快一些；
8. 第五个是校验寄存器；
下图为DS18B20内部存储器结构
?无法通过写数据直接给EEPROM写数据，只能写入到暂存器中，通过发送指令，再让暂存器中的数据复制到EEPROM。
?二、单总线介绍
- 单总线(1-Wire BUS) 是由Dallas公司开发的-种通用数据总线一根通信线: DQ
- 异步、半双工
- 单总线只需要一根通信线即可实现数据的双向传输，当采用寄生供电时，还可以省去设备的VDD线路，此时，供电加通信只需要DQ和GND两根线
设备的DQ均要配置成开漏输出模式
DQ添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KQ左右
若此总线的从机采取寄生供电，则主机还应配一个强上拉输出电路
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1. 初始化
主机将总线拉低至少480us，然后释放总线，等待15~60us后， 存在的从机会拉低总线60~ 240us以响应主机，之后从机将释放总线
2.发送一位数据
主机将总线拉低60~120us，然后释放总线，表示发送0;主机将总线拉低1~ 15us， 然后释放总线，表示发送1。从机将在总线拉低30us后(典型值)读取电平，整个时间片应大于60us?
3.接收一位数据
主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，并在拉低后15us内读取总线电平（尽量贴近15us的末尾），读取为低电平则为接收0，读取为高电平则为接收1?，整个时间片应大于60us?
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4. 发送一个字节
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5.接收一个字节
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6.DS18B20操作流程
- 初始化：从机复位，主机判断从机是否响应
- ROM操作：ROM指令+本指令需要的读写操作
- 功能操作：功能指令+本指令需要的读写操作，相当于RAM操作对暂存器的操作
- MATCH ROM[55h] ?匹配ROM，相当于设备的地址
- SKIP ROM[CCh] 跳过ROM，只有一个设备在总线上，因此可以直接跳过ROM（大门），进行通信
- CONVERT T[44h] ?温度传递指令，发送该指令，DS18B20中的温度传感器就将数据传送到暂存器当中
- WRITE SCRATCHPAD[4Eh] 写暂存器指令，该指令是将EEPROM中的数据写到暂存器当中
- READ SCRATCHPAD[BEh] 读暂存器指令，该指令是将暂存器当中的数据都读出来，但实际操作时我们只需要前两个温度的字节
- COPY SCRATCHPAD[48h] ?复制暂存器，将ROM中的数据写入到EEPROM中，如果想要实现掉电不丢失，就先把数据写入到ROM中，再通过调用该指令，写入到EEPROM中
- RECALL E2[B8h] 覆盖暂存器指令，该指令是将EEPROM中的数据覆盖掉暂存器中的数据
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?7.DS18B20数据帧
8.DS18B20数据存储格式
?其中低四位表示小数，高五位表示符号，中间是整数部分
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?9.温度操作
/**
* @brief DS18B20开始温度变换
* @param 无
* @retval 无
*/
void ds18b20_convert_temp(void)
{
one_wire_init();
one_wire_send_byte(DS18B20_SKIP_ROM);
one_wire_send_yte(DS18B20_CONVERT_T);
}
/**
* @brief DS18B20读取温度
* @param 无
* @retval 温度数值
*/
float ds18b20_read_temp(void)
{
unsigned char temp_lsb, temp_msb;
int temp_i;
float temp_f;
one_wire_init();
one_wire_send_byte(DS18B20_SKIP_ROM);
one_wire_send_byte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);
temp_lsb = one_wire_receive_byte();
temp_msb = one_wire_receive_byte();
temp_i = (temp_msb << 8) | temp_lsb;
temp_f = temp_i / 16.0; //因为低四位表示的是小数部分，因此 temp_i 直接读出来并不是实际的值，
//要把小数部分摘出来，除以16相当于把低四位给滤出来
return temp_f;
}