转 基于DS18B20测温系统解决方案
2010-03-28 22:08:04| 分类：
接口技术
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文章来源：http://www.emtronix.com/article/article2009316.html
英创嵌入式主板以其优异的稳定性、独特的设计及方便使用等优点，在嵌入式领域占有一席之地。在工业现场，经常有监测环境温度的需求，本方案应用DS18B20为温度采集芯片，与英创嵌入式主板的GPIO相连，就可以组成完整的测温系统。由于DS18B20每条总线上可以最多接8个测温点，那么英创嵌入式主板至少可以接64个测温点。
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温，测量温度范围在-55°C到+125°C之间，数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择；并且内部有温度上、下限告警设置，使用非常方便。
TO-92封装的DS18B20的引脚排列见图1，其引脚功能描述见表1。
图1 DS18B20管脚示意图
表1 DS18B20详细引脚功能描述：
| 序号 | 名称 | 引脚功能描述 |
| 1 | GND | 地信号 |
| 2 | DQ | 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。 当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。 |
| 3 | VDD | 可选的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 |
DS18B20的使用方法
由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式，即在一根数据线实现数据的双向传输，而对嵌入式主板来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用GPIO的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。在本示例中，只需把管脚2接英创嵌入式主板的GPIO，管脚3接5V电源，管脚1接地，就可以搭建起测试环境，如图二所示。如果需要测试多点温度，可以把多个DS18B20并起。
图2 嵌入式主板与DS18B20连接示意图 由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将嵌入式主板作为主设备，单总线器件作为从设备。每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件送回数据，在进行写命令后，主机需要启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。
下面是18B20的时序图，根据时序的要求，改变GPIO的电平，可以完成18B20的操作。
DS18B20复位时序
图3 DS18B20复位时序
根据以上DS18B20的时序，初始化的函数如下：
Init18b20()
{
char flag;
OutBit(1);
Delayus(1);
OutBit(0);
Delayus(600); //复位信号480—960us
OutBit(1);
Delayus(60); //等待15-60us
if(ReadBit()) //检查存在电平，如果为低，说明18B20正确复位
{
printf('init fail');
return false; //detect 1820 fail!
}
else
{
Sleep(1);
OutBit(1);
return true; //detect 1820 success!
}
}
DS18B20的数据读写时通过时间间隙处理位和命令字来确认信息交换。
DS18B20的写时间隙
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