一.简述
DS18B20是DALLAS公司出品的一种数字式单总线温度传感器，测温范围为-55°C到125°C（-67°F到257°F），被广泛应用在温度测量领域中。显著优点就是接线简单。因为它只有三个引脚：VCC，GND和DQ数据线，可以实现单总线数据传输，简化了硬件设计。
而且，它可以使用数据线供电，可以再省去一个电源线，只要接地和数据线即可。
下面是一个TSOC封装的引脚图：
在实际使用中，要注意不能把它的正负极引脚接反，否则很容易造成芯片损坏。在实际使用时还常常用到下面这种形态的封装。这时可以如图所示，面朝芯片的平面一侧，从左到右依次是GND，DQ，VDD引脚。供电电源可取3V到5.5V。
此外，每一个DS18B20的内部都有一个唯一的64位长的编号作为标识，所以可以将多个DS18B20串在一根总线上实现温度查询测量。这个64位长的序列存储在其ROM中，开始8位为产品编号，同系列的DS18B20是相同的；接下来的48位为每个器件的唯一编号，最后8位为前面56位的循环校验码CRC码。
二.将存储器数据转换为实际温度的方法
DS18B20用两个存储器存储温度测量之。其中高8位为符号存储。若温度小于0，则此8位全为1；若温度大于0，则此8位均为0。为什么要采用这样的存储方式呢？？在这种存储方式下，数据实际上是以补码的方式在存储。所以当我们用C语言编程的时候，可以直接把高8位和低8位组合到一起，然后直接赋给一个int型的变量。考虑到它的1LSB为0.0625°，所以我们还要再乘以0.0625才能得到真实的温度。
三.硬件连接
下面是我的单片机开发板的硬件连接图：
首先是DS18B20模块：
可以看到，在芯片的DQ引脚上又加了一个上拉电阻，这是是选择了10K。这是因为DS18B20输出高电平的能力不强，一般采用接上拉电阻的方式增强其输出能力，上拉电阻一般取4到5K即可。这是一种比较简单的上拉方法，其中DALLAS公司的数据手册中还提出了他们建议的上拉方法，可以参考其手册来设计。
微控制器部分采用STC的89C52，如下：
在这里，我们把DQ接到了单片机的P2.2引脚。
四.工作时序和操作方法
1.总体设计
我们首先编写DS18B20的头文件，完成对DS18B20硬件操作的封装。
#ifndef _DS18B20_H_ #define _DS18B20_H_ #include <reg52.h> //ROM操作指令 #define start_ZH 0x44 #define read_ROM 0x33 #define match_ROM 0x55 #define skip_ROM 0xcc #define search_ROM 0xf0 #define alarm_SEARCH 0xec #define write_RAM 0x4e #define read_RAM 0xbe #define copy_RAM 0x48 #define recall_EPROM 0xb8 #define read_POWER 0xb4 sbit ds=P2^2; /********************************* 功能：初始化设备函数 参数：无 返回值：无 *********************************/ void Init_ds18b20(); /********************************* 功能：等待设备应答 参数：无 返回值：无 *********************************/ void Wait_ds18b20(); /********************************* 功能：读DS18B20的一位 参数：无 返回值：读取的一位数据 *********************************/ bit read_ds18b20_bit(); /********************************* 功能：读DS18B20的一字节 参数：无 返回值：读取的一个字节 *********************************/ uchar read_ds18b20_byte(); /********************************* 功能：写DS18B20的一位 参数：要写入的一位 返回值：无 *********************************/ void write_ds18b20_bit(bit dat); /********************************* 功能：写DS18B20的一字节 参数：要写入的一个字节 返回值：无 *********************************/ void write_ds18b20_byte(uchar dat); /********************************* 功能：发布指令 参数：无 返回值：无 *********************************/ void write_ds18b20_command(uchar com); /********************************* 功能：得到当前温度值 参数：无 返回值：当前温度值 *********************************/ int getTemp(); #endif
在这个头文件里，我们编写了一般对一个可编程元件进行操作可能用到的函数声明。一个可编程的器件，一般要涉及到对它进行写指令操作，写/读数据操作。读/写 数据/指令 又是以字节为单位，而我们的总线上每次只能传递一个比特，所以要从bit的读写中扩展出字节的读写操作。
同样注意到我们在头文件中声明了大量的ROM操作指令。通过查阅数据手册可以知道，在单总线通信方式下，我们如果想对器件的内部存储器和向其写指令，都必须先进行对ROM的操作，主机必须先向DS18B20发出下面五种ROM指令之一：
（1）Read_ROM
（2）Match_ROM
（3）Search_ROM
（4）Skip_ROM
（5）Alarm_Search
下面我们将逐一实现头文件里的函数定义。.
2.初始化和等待设备应答
这里要注意的是DS18B20单总线的所有操作都要以初始化为开始。就好比和DS18B20通信时，单片机必须首先发出握手信号，等到18B20发回应答后，才能进行通信。
下面是数据手册给出的时序关系图：
单片机首先发出一个持续时间为480us到960us的低电平，随后总线复位为高电平，DS18B20在接收到高点平后，等待15到60us后，发出一持续时间为60到240us的低电平，表明自己的存在，双方可以通信。根据这一时序特点，我们可以编写初始化和等待应答函数：
/*********************************
功能：初始化设备函数
参数：无
返回值：无
备注：调用Wait_ds18b20()来接收DS18B20的回应
*********************************/
void Init_ds18b20()
{
uint i=100;
//总线拉低
ds=0;
//延时480us以上
while(i)
{
i--;
}
//总线拉高，等待DS18B20应答
ds=1;
}
/*********************************
功能：等待设备应答
参数：无
返回值：无
*********************************/
void Wait_ds18b20()
{
//等待应答
while(ds) ;
while(~ds) ;
}
3.读写bit操作
先来看数据手册中的内容，数据手册当中给出了完整的读写一个bit的时序：
写时序：
在写bit的时候，总线首先需要拉低15us，然后置高或置低并持续45us，即写1或0，然后把总线拉高，实现一个写操作。同时注意在写下一个bit的时候，要与上一个至少相隔1us。
读时序：
在读bit的时候，总线首先由高变低并最少持续1us，DS18B20在总线拉低后15us后将数据放到总线上，所以控制器的必须停止拉低总线，并在其读周期刚开始拉低总线15us后完成采样，并在结束后将总线复位到高电平。整个读周期应该持续60us，两次读之间间隔至少1us。
下面是根据时序图写出的读写bit操作的函数write_bit和read_bit。
/*********************************
功能：写DS18B20的一位
参数：要写入的一位
返回值：无
*********************************/
void write_ds18b20_bit(bit dat)
{
uint j=0;
//总线拉低
ds=0;
j++;j++;
//延时后把数据放到总线
ds=dat;
j=8;
while(j>0)
{
j--;
}
//待18B20读取数据后把总线拉高
ds=1;
j++;
}
/*********************************
功能：读DS18B20的一位
参数：无
返回值：读取的一位数据
*********************************/
bit read_ds18b20_bit()
{
uint i=1;
bit res;
ds=0;
i++;
//停止拉低总线，读取DQ引脚的值
ds=1;
//15us后读数据
i++;
i++;
res=ds;
//延时
i=10;
while(i)
{
i--;
}
return res;
}
4.读写btye
读写bit是读写byte的前提，而实现读写byte我们就能够向DS18B20内写入指令，读取存储器内容等。
这两个函数主要是设置了一个循环，做8个读写bit的操作就可以了，比较简单，直接把代码贴出来：
/*********************************
功能：写DS18B20的一字节
参数：要写入的一个字节
返回值：无
*********************************/
void write_ds18b20_byte(uchar dat)
{
uint i=0;
for(;i<8;i++)
{
//前面的宏定义有define BIT(n) (0x01<<n)
//BIT(0)=0x01
//即取dat的最后一位，来决定写1或者写0
if((dat>>i)&BIT(0))
write_ds18b20_bit(1);
else
write_ds18b20_bit(0);
}
}
/*********************************
功能：读DS18B20的一字节
参数：无
返回值：读取的一个字节
*********************************/
uchar read_ds18b20_byte()
{
uchar res=0;
uchar tem=0;
uint i=0;
for(;i<8;i++)
{
tem=read_ds18b20_bit();
//第i次读进来的是第i位
res |= (tem<<i);
}
return res;
}
下面这个函数实际也是写字节操作，只是我们上面提到过，对DS18B20的写指令都要以初始化和对它的ROM操作为先，所以我们单独把写指令这个功能拿出来封装成为一个独立的函数，方便调用。
/*********************************
功能：发布指令
参数：指令字节
返回值：无
*********************************/
void write_ds18b20_command(uchar com)
{
bit flag=0;
if(EA==1)
{
flag=1;
}
//先关中断，防止中断影响时序
//宏定义define DisableInterrupt (EA=0)
DisableInterrupt;
//初始化DS18B20
Init_ds18b20();
//等待回应
Wait_ds18b20();
//跳过ROM
write_ds18b20_byte(skip_ROM);
//写指令字节
write_ds18b20_byte(com);
//开中断
//宏定义define EnableInterrupt (EA=1)
if(flag==1)
{
EnableInterrupt;
}
}
5.获取温度值
/*********************************
功能：得到当前温度值
参数：无
返回值：当前温度值
*********************************/
int getTemp()
{
uchar low,high;
int value=0;
float tmp=0.0;
bit flag=0;
//发布命令，启动转换
write_ds18b20_command(start_ZH);
if(EA==1)
{
flag=1;
}
DisableInterrupt;
//读RAM获取温度
write_ds18b20_command(read_RAM);
low=read_ds18b20_byte();
high=read_ds18b20_byte();
//得到int
value = (high<<8|low);
//得到真实温度
tmp=value*0.0625;
//将真实的温度扩大100倍返回整形，即是取小数点后两位
value=(int)(tmp*100);
if(flag==1)
{
EnableInterrupt;
}
return value;
}
这样我们就得到了扩大100倍后的温度值。
于是只要在我们的其他程序里面调用getTemp就可以获得当前的温度值的100倍了，从而实现了对硬件设备的封装。
在以后的文章中我会把它放到一个具体的工程里面。实现特定的功能，通过调用getTemp函数来实现对DS18B20的访问，并把数据传回调用程序中。
在这里：http://bbs.21ic.com/icview-46868-1-1.html，有一篇很棒的文章，可以作为参考~~~