DS顺序表之循环移位

本文介绍如何实现DS顺序表的循环移位,包括左移和右移操作。通过示例展示了不同移位次数下顺序表的变化,如从1,2,3,4,5,6开始,经过不同次数的移位,得到不同的顺序排列。" 90730022,7715086,理解SciPy的稀疏矩阵:csc_matrix与csr_matrix,"['科学计算', 'Python库', '数据结构', '矩阵运算', '压缩存储']

DS顺序表之循环移位

题目描述

顺序表的移位是循环移位,例如顺序表:1,2,3,4,5,6。如果左移1位,即原来的头元素移动到末尾,其它元素向左移1位,变成2,3,4,5,6,1。同理,如果右移1位,即原来的尾元素移动到头,其它元素向右移1位,变成6,1,2,3,4,5。以下是移位的多个例子:

原数据:1,2,3,4,5,6

左移3位:4,5,6,1,2,3,与原数据对比

右移4位:3,4,5,6,1,2,与原数据对比

请编写程序实现顺序表的循环移位操作

输入

第1行输入n表示顺序表包含的·n个数据

第2行输入n个数据,数据是小于100的正整数

第3行输入移动方向和移动的位数,左移方向为0,右移方向为1

第4行输入移动方向和移动的位数,左移方向为0,右移方向为1

注意:移动操作是针对上一次移动后的结果进行的

输出

第一行输出创建后,顺序表内的所有数据,数据之间用空格隔开

第二行输出第一次移位操作后,顺序表内的所有数据,数据之间用空格隔开

第三行输出第二次移位操作后,顺序表内的所有数据,数据之间用空格隔开

样例输入

5
11 22 33 44 55
0 2
1 4

样例输出

11 22 33 44 55
33 44 55 11 22
44 55 11 22 33

#include <iostream>
using namespace std;

class SeqList{
    int *list;
    int len;
   
<think> 我们之前讨论了使用DHT11检测温湿度,现在用户询问使用DS18B20检测温度(注意:DS18B20只能检测温度,不能检测湿度) 根据引用内容,DS18B20是单总线数字温度传感器,我们需要使用51单片机的一个GPIO口与其通信。 硬件连接: 1. DS18B20的VCC接5V 2. GND接地 3. DQ(数据线)接单片机的某个I/O口(例如P1.0),并且需要接一个4.7K的上拉电阻到VCC 软件流程: 1. 初始化单总线(复位脉冲+存在脉冲) 2. 发送ROM命令(如跳过ROM命令CCh) 3. 发送功能命令(启动温度转换44h,读取暂存器BEh等) 4. 读取数据(低位在前,高位在后,共16位,表示的温度值乘以0.0625得到实际温度) 5. 将读取的温度值转换为实际温度(带符号,注意负数的处理) 注意:DS18B20的测温范围-55~125℃,精度0.0625℃(即16位数据中,最低4位是小数部分,但通常我们取整数部分或保留一位小数) 我们将编写以下函数: - 初始化函数:DS18B20_Init - 写一个字节函数:DS18B20_WriteByte - 读一个字节函数:DS18B20_ReadByte - 读取温度函数:DS18B20_ReadTemp(返回温度值,可以以整数形式返回,实际值乘以100避免浮点运算,或者直接返回带符号整数) 由于用户之前使用DHT11,现在转为DS18B20,注意两者都是单总线,但协议不同。 根据引用[4]:启动温度转换需要发送0x44命令,然后等待转换完成(可以查询总线或者延时等待,转换时间与精度有关,12位精度时最多750ms) 我们将按照以下步骤: 步骤1:初始化DS18B20 步骤2:跳过ROM(0xCC) 步骤3:启动温度转换(0x44) 步骤4:等待转换完成(这里我们采用延时750ms,或者可以查询总线,但查询方法复杂,我们先用延时) 步骤5:再次初始化 步骤6:跳过ROM(0xCC) 步骤7:发送读取暂存器命令(0xBE) 步骤8:读取两个字节(低位字节,高位字节) 步骤9:将两个字节组合成16位整数(注意:这个整数是补码形式,高5位为符号位) 步骤10:将16位整数转换为实际温度值(乘以0.0625,得到摄氏度) 但为了在51单片机上避免浮点运算,我们可以这样处理: 温度值 = (整数部分 * 100 + 小数部分*100/16) 这样得到的是实际温度乘以100的整数,然后显示时除以100显示整数和小数部分。 或者,我们也可以只取整数部分(忽略小数部分)或保留一位小数(取小数部分的前1位)。 这里我们采用保留一位小数的方法,将读取的16位数据右移4位(即除以16)得到整数部分,然后小数部分可以通过低4位乘以625再除以10000得到(但这样计算量大),所以我们直接取整数部分乘以10,加上小数部分的第一位(即低4位中的最高位乘以625/1000,但实际上我们取低4位乘以625再右移12位(因为625/16≈0.0625,乘以10就是0.625,所以小数部分*0.625)?这样太复杂。 另一种方法:将16位数据看成有符号整数,然后乘以625再除以100(因为0.0625*100=6.25,但这样计算量也大),所以我们可以这样: 实际温度 = (int16_t) (temp_raw) * 0.0625; // 但是51单片机浮点运算慢且占用资源 因此,我们通常将温度值乘以100来保存整数部分和小数部分(两位小数),然后显示时分别显示整数和小数部分。 具体步骤: 1. 读取两个字节,合成一个16位整数temp16(注意:先读低字节,再读高字节) 2. 判断符号:如果高字节的最高位为1,则为负数,需要取补码(取反加1)得到原码(注意:读出来的数据是补码形式,但我们可以直接将其转换为有符号整数) 3. 将16位整数转换为浮点温度:temperature = (float)temp16 * 0.0625; 但我们不用浮点,所以: temp_value = (int) (temp16 * 0.0625 * 100); // 得到温度乘以100的整数 但是乘法运算在51上比较慢,我们可以用移位和加法代替乘法,但0.0625是1/16,所以: temp_value = (temp16 * 625) / 100; // 因为0.0625*100=6.25,所以先乘以625再除以100?不对,应该是0.0625*100=6.25,所以乘以625再除以10000?这样太复杂。 实际上,我们可以这样: 整数部分 = (int)(temp16>>4); // 右移4位,得到整数部分(有符号) 小数部分 = (temp16 & 0x000F) * 625; // 小数部分乘以10000(因为0.0001*625=0.0625?)不对,应该是:小数部分(4位)代表1/16,所以1/16=0.0625,那么小数部分的值乘以0.0625就是小数温度。我们想要保留一位小数,即乘以10,所以小数部分*10 = (temp16 & 0x000F) * 625 / 100; 但是625/100=6.25,所以小数部分乘以10 = (temp16 & 0x000F) * 6.25,这样还是浮点。 所以,我们采用一个常用的方法:将16位数据右移4位后得到整数部分,然后取低4位(即小数部分),将小数部分乘以0.0625,再乘以10(保留一位小数)后取整,然后和整数部分乘以10相加,就得到温度乘以10的整数。 例如:温度23.75℃,读取的16位数据为0x017F(二进制0000 0001 0111 1111),右移4位得到0x17(23),低4位是0xF(15),小数部分=15*0.0625=0.9375,保留一位小数(四舍五入)为0.9,则整体为23.9(乘以10就是239)。但实际上我们取一位小数时,0.9375四舍五入为0.9还是1.0?这里0.9375*10=9.375,四舍五入取整为9,所以温度值=23*10+9=239。 但是这样计算需要浮点,所以我们换一种方法: 小数部分(4位)的权重是1/16,那么保留一位小数时,我们取小数部分乘以10/16(即5/8)的整数(四舍五入): 小数部分对应的值 = ( (temp16 & 0x000F) * 10 + 8 ) / 16; // 加8是为了四舍五入(因为除以16相当于乘以0.625,加8就是四舍五入) 解释:乘以10是为了将小数部分放大10倍(因为要保留一位小数),然后除以16(因为原来占1/16),加上8(即16的一半)再除以16,就实现了四舍五入。 所以: 整数部分 = (int)(temp16>>4); // 注意:这里temp16是有符号的,右移会保留符号位(即算术右移) 但是51编译器通常把int16_t右移处理为算术右移,所以我们可以: if (temp16 & 0x8000) { // 负数,先取补码(因为读出来的是补码,我们想要原码的数值) temp16 = ~temp16 + 1; // 此时temp16是原码(但最高位符号位为0,因为已经取正),然后我们标记负号 sign = 1; } else { sign = 0; } integer = (temp16 >> 4) & 0x07FF; // 去掉符号位后,高5位是符号(负数时已经取正,所以高5位为0),取11位 decimal = ( (temp16 & 0x000F) * 10 + 8 ) / 16; // 得到0~9的一位小数 if (sign) { integer = -integer; // 注意:小数部分也是负数,但这里我们取绝对值后标记负号,所以显示时整数部分带负号,小数部分为正 } temp_value = integer * 10 + decimal; // 这样负数的情况下,小数部分我们也是按正数处理的,所以显示时整体为负。 但这样处理负数时,小数部分没有变成负的,所以实际上我们处理负数时,整数部分为负,小数部分为正,这样是不对的。所以另一种方法:全部按有符号整数处理,然后计算整数部分和小数部分,最后合并。 由于51单片机处理有符号整数比较麻烦,而且DS18B20的数据格式是:高5位为符号位(S),后面11位为数据位(补码形式)。所以我们可以这样: 将16位数temp16视为有符号整数(int16_t),然后: 实际温度 = (float)temp16 * 0.0625; 但不用浮点,我们采用: 实际温度乘以100 = (temp16 * 625) / 100; // 因为0.0625*100=6.25,所以乘以625再除以10000?不对,应该是乘以625再除以10000,因为0.0625=625/10000。 所以:temp_value = (temp16 * 625) / 100; // 这样得到的是实际温度乘以100的整数(有符号整数),然后显示时除以100就是实际温度。 但是51单片机是8位的,16位乘以16位得到32位,然后除以100,这样计算量较大,但可行。 我们这里为了简化,只取整数部分(即忽略小数部分),或者保留一位小数(按上述方法)。 由于用户之前提到“保留一位小数”,我们按照保留一位小数的方法处理,采用以下步骤: 1. 读取两个字节,合成16位整数temp16(注意:先读低字节,再读高字节,所以temp16 = (高字节<<8) | 低字节) 2. 判断符号:如果temp16的最高位为1(即0x8000),则温度是负数,将temp16取反加1(得到绝对值的二进制),并标记符号。 3. 计算整数部分:temp_int = (temp16 >> 4); // 右移4位(即除以16) 4. 计算小数部分:temp_decimal = (temp16 & 0x000F); // 取低4位 然后:temp_decimal = (temp_decimal * 10) / 16; // 这样得到0~9(因为15*10/16=9.375,取整就是9,但这样没有四舍五入) 5. 为了四舍五入:temp_decimal = (temp_decimal * 10 + 8) / 16; // 加8再除以16,相当于四舍五入 6. 如果符号为负,则整数部分取负,小数部分还是正数(这样显示时整数部分带负号,小数部分为正,例如-10.3℃) 然后显示时,整数部分和小数部分分别显示,中间加小数点。 但是注意:当温度为负时,我们取绝对值后计算整数和小数,然后整体取负(即整数部分取负,小数部分不变,这样表示的是负数)。 我们将编写一个函数读取温度值,返回一个结构体或者通过指针返回整数和小数部分(以及符号)。 由于51单片机资源有限,我们直接返回一个32位整数,其中高16位为整数部分(有符号),低16位为小数部分(0~9,表示0.0~0.9)。或者返回一个16位整数表示整数部分,再通过一个指针返回小数部分。 这里我们这样设计函数: int16_t DS18B20_ReadTemp(int8_t *decimal, int8_t *sign); 返回值:整数部分(有符号) 参数:decimal指向的变量存放小数部分(0~9),sign指向的变量存放符号(0为正,1为负) 但实际上,整数部分已经包含了符号,所以我们可以不要sign,而通过整数部分的正负来表示。但是注意:0摄氏度是正数,负0的情况不存在。 所以我们可以: 整数部分(int16_t)表示温度的整数部分(包括符号,如-10) decimal表示小数部分(0~9) 读取函数内部处理: 1. 读取两个字节,合成16位数据temp16 2. 判断符号:如果temp16&0x8000,则isNeg=1,否则0 3. 如果是负数,将temp16取反加1(得到绝对值的二进制) 4. 整数部分 = (temp16 >> 4); 5. 小数部分 = ( (temp16 & 0x000F) * 10 + 8 ) / 16; // 得到0~9 6. 如果isNeg为1,则整数部分取负(-整数部分) 7. 返回整数部分,小数部分通过指针decimal返回 注意:当温度为负且整数部分为0时,例如-0.5℃,取反加1后,temp16=0x0008(因为-0.5℃的原始数据为0xFFF8,取反加1后为0x0008),整数部分=0(右移4位),小数部分=(8*10+8)/16=88/16=5.5,取整为5(因为整数除法,结果为5),所以小数部分为5,整数部分为0(但应该是负数?),所以我们在整数部分为0且isNeg为1时,整数部分应该表示为-0?但C语言中整数0的负数还是0。所以显示时,如果整数部分是0且isNeg=1,则显示“-0”,小数部分正常显示。或者我们规定:当整数部分为0且isNeg=1时,整数部分返回0,但单独记录符号,然后显示负号。 但是这样处理,显示部分需要判断:如果整数部分是0且符号为负,则显示负号。否则,整数部分正常显示(负数带负号,正数不带)。 为了简化,我们在读取函数中,如果原始数据是负数,则整数部分在计算绝对值后取负,这样当整数部分为0时,取负还是0(所以-0.5℃会变成整数部分0,小数部分5,符号标记为负)。显示时,整数部分为0且符号为负,则在显示整数部分时显示“-0”。 我们开始编写代码(以11.0592MHz晶振为例,延时函数需要调整): 注意:单总线时序要求严格,需要精确延时(微秒级)。 步骤: 1. 初始化(复位) 2. 写命令(跳过ROM:0xCC,启动转换:0x44,读取暂存器:0xBE) 3. 读数据 我们将编写以下函数: bit DS18B20_Init(); // 初始化DS18B20,返回1表示成功,0失败 void DS18B20_WriteByte(unsigned char dat); unsigned char DS18B20_ReadByte(); int DS18B20_ReadTemp(int *tempInt, int *tempDecimal); // 返回是否成功,tempInt存放整数部分,tempDecimal存放小数部分(0~9) 注意:由于51单片机是8位,所以读两个字节需要调用两次读字节函数。 下面我们给出代码框架: ```c #include <reg52.h> #include <intrins.h> // 包含_nop_() sbit DQ = P1^0; // DS18B20的数据线 // 延时函数(微秒级) void Delay10us() { unsigned char i; i = 24; // 11.0592MHz下,大约延时10us while (--i); } void Delay750ms() { // 用于等待温度转换 unsigned int i, j; for(i=0;i<750;i++) for(j=0;j<110;j++); } // DS18B20初始化 bit DS18B20_Init() { bit ack; DQ = 1; _nop_(); _nop_(); DQ = 0; // 拉低480us~960us Delay10us(); // 这里需要延时480us以上,我们延时500us Delay10us(); // 重复50次 ... 共50次Delay10us()(即500us)? 实际上,我们可以用循环: i = 240; while(--i); // 大约延时480us 具体需要根据晶振调整。 这里我们使用: unsigned char i = 40; while (--i); // 11.0592MHz下,循环40次大约480us DQ = 1; // 释放总线 Delay10us(); // 等待15~60us Delay10us(); Delay10us(); Delay10us(); Delay10us(); // 50us ack = DQ; // 存在脉冲为低电平 while(!DQ); // 等待存在脉冲结束(60~240us) return ~ack; // 如果ack为0,则返回1(存在),否则0 } // 写一个字节(低位在前) void DS18B20_WriteByte(unsigned char dat) { unsigned char i; for(i=0; i<8; i++) { DQ = 0; _nop_(); _nop_(); // 拉低总线,开始写时间隙 DQ = dat & 0x01; // 从最低位开始 Delay10us(); // 保持至少60us(我们延时60us) Delay10us(); Delay10us(); Delay10us(); Delay10us(); Delay10us(); // 60us DQ = 1; // 释放总线 _nop_(); _nop_(); // 等待恢复 dat >>= 1; } } // 读一个字节(低位在前) unsigned char DS18B20_ReadByte() { unsigned char i, dat=0; for(i=0; i<8; i++) { DQ = 0; _nop_(); _nop_(); // 拉低总线(至少1us) DQ = 1; _nop_(); _nop_(); // 释放总线,准备读取 dat >>= 1; if(DQ) dat |= 0x80; // 从高位开始读,所以左移,但这里我们是先读最低位,所以用右移 // 实际上,我们读到的位放在最低位,然后右移,最后需要反转?或者改变顺序:先读最低位,然后dat右移,新数据放在最高位?不对,应该先读最低位,然后dat右移,新数据放在最高位,这样最后需要调整顺序?我们按标准做法:先读最低位,然后dat右移,下一次读的位左移。 修改:我们每次读一位,放在dat的最低位,然后dat右移,这样最后需要将整个字节反转?或者改变循环顺序。 标准做法:先读最低位,然后dat右移,下一次读的位放在高位,所以循环8次后,先读的位在低位,后读的位在高位,所以不需要反转。 例如:读0x01(00000001),先读1(最低位),然后dat=1,然后右移一位变成0x80(因为下次读的是0,所以0x80>>1=0x40,然后或上0?最后得到0?所以不对。 正确做法:每次读一位,然后dat右移,但是新读的位放在最高位?不对,应该是: dat >>= 1; if(DQ) dat |= 0x80; else dat &= 0x7F; 这样,先读的是最低位,但放在最高位,最后读的是最高位,放在最低位?不对,这样整个字节反了。 另一种:先读最低位,放在dat的最低位,然后dat左移,下一次读的位放在最低位。这样最后先读的在最低位,后读的在最高位,符合顺序。 所以我们这样: unsigned char mask = 0x01; for(i=0; i<8; i++) { ... // 读一位 if (DQ) dat |= mask; else dat &= ~mask; mask <<= 1; } 或者: for(i=0; i<8; i++) { dat >>= 1; if (DQ) dat |= 0x80; else dat &= 0x7F; Delay10us(); // 等待60us while(!DQ); // 等待该时隙结束(DS18B20会保持一段时间低电平) } 但根据引用资料,读时隙在主机拉低1us后释放,然后在15us内采样。 我们这里采用: DQ = 0; _nop_(); // 拉低至少1us DQ = 1; _nop_(); // 释放,然后等待一段时间(15us)后采样 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); // 延时约5us if(DQ) dat |= 0x80; else dat &= 0x7F; Delay10us(); // 等待60us while(!DQ); // 等待该位时隙结束(如果该位是0,DS18B20会保持一段时间低电平) dat >>= 1; // 注意:这里我们先把最高位设置为读到的值,然后右移,这样最后需要调整顺序吗? // 我们读8次,第一次读到的位在最高位,然后右移,下一次读到的位放在最高位,然后右移,这样最后读到的在最低位,所以整个字节是反的。 所以最后需要将dat反转,或者改变循环:将先读到的放在最低位,然后左移。 我们改用左移: unsigned char i; unsigned char dat = 0; for(i=0; i<8; i++) { DQ = 0; _nop_(); // 拉低1us DQ = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); // 延时约5us if(DQ) { dat |= 0x01; // 读到的位放在最低位 } else { dat &= 0xFE; } Delay10us(); // 等待60us while(!DQ); // 等待时隙结束 dat <<= 1; // 左移,为下次做准备 } 这样,第一次读到的位在最低位,然后左移,第二次读到的位在最低位,第一次读的位被移到次低位,最后读到的在最高位。这样顺序是反的。 所以,我们最后需要将dat的位反转。或者改变循环顺序:先读最高位。 为了方便,我们最后反转字节: dat = (dat>>4) | (dat<<4); // 交换高4位和低4位 dat = ((dat & 0x33)<<2) | ((dat & 0xCC)>>2); dat = ((dat & 0x55)<<1) | ((dat & 0xAA)>>1); 或者直接用一个反转表,但我们为了简单,采用标准方法:先读最低位,然后dat右移,新位放在最高位。 正确代码: unsigned char i, b; dat = 0; for(i=0; i<8; i++) { DQ = 0; _nop_(); _nop_(); // 拉低大于1us DQ = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); // 延时5us左右 b = DQ; // 采样 dat >>= 1; if(b) dat |= 0x80; else dat &= 0x7F; Delay10us(); // 等待60us while(!DQ); // 等待该时隙结束(如果该位是0,则DS18B20会保持低电平一段时间) } 这样,先读的是最低位,放在dat的最高位,然后右移,下一次读的位放在最高位,最后读的位在最低位。所以整个字节的顺序是正确的。 例如:读0x01(00000001),第一次读1,dat=0x80,然后右移一次,下一次读0,dat=0x40,再读0,dat=0x20,...,最后一次读0,dat=0x01(因为右移7次后,最后一位是0,然后或0,所以是0x01)。正确。 由于时间关系,我们采用上述读字节的方法。 最后,我们编写读取温度的函数: ```c // 读取温度,返回0失败,1成功,成功时tempInt为整数部分(有符号),tempDecimal为小数部分(0~9) bit DS18B20_ReadTemp(int *tempInt, int *tempDecimal) { unsigned char tempL, tempH; unsigned int temp16; bit isNeg; if (!DS18B20_Init()) return 0; // 初始化失败 DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过ROM DS18B20_WriteByte(0x44); // 启动温度转换 Delay750ms(); // 等待转换完成,12位精度需要750ms if (!DS18B20_Init()) return 0; // 再次初始化 DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过ROM DS18B20_WriteByte(0xBE); // 读取暂存器 tempL = DS18B20_ReadByte(); // 低字节 tempH = DS18B20_ReadByte(); // 高字节 temp16 = (tempH << 8) | tempL; // 判断符号 isNeg = (tempH & 0x80) ? 1 : 0; // 如果是负数,取补码(取反加1) if (isNeg) { temp16 = ~temp16 + 1; } // 计算整数部分:右移4位 *tempInt = (int)(temp16 >> 4); if (isNeg) { *tempInt = -(*tempInt); // 如果是负数,整数部分取负 } // 计算小数部分:低4位 *tempDecimal = (unsigned int)(temp16 & 0x000F); // 保留一位小数(四舍五入) *tempDecimal = ( (*tempDecimal) * 10 + 8 ) / 16; // 得到0~9 return 1; } ``` 注意:上述代码中,小数部分计算没有考虑负数,因为负数取绝对值后,小数部分也是正的,所以直接计算即可。 最后,我们在主函数中调用: ```c void main() { int tempInt, tempDecimal; while(1) { if (DS18B20_ReadTemp(&tempInt, &tempDecimal)) { // 显示温度:整数部分和小数部分 // 例如:如果tempInt为负数,则显示负号 // 显示tempInt,然后小数点,然后tempDecimal } Delay_ms(2000); // 2秒读一次 } } ``` 以上是DS18B20的驱动方法。 注意:延时函数需要根据晶振频率精确调整,否则可能导致通信失败。 引用说明: [^1]: 51单片机基础 [^2]: DS18B20的特性 [^3]: 连接方式 [^4]: 温度转换命令和内部寄存器 相关问题: 1. 如何调整延时函数以适应不同晶振频率? 2. 如何实现四位数码管显示温度(包括负号和小数点)? 3. DS18B20在长距离传输时应注意什么? 4. 如何设置DS18B20的精度(9~12位)? 5. 如何同时连接多个DS18B20传感器? </think>### 使用51单片机和DS18B20检测温度的方法 #### 一、硬件连接(核心要点) 1. **DS18B20引脚定义**: - VCC:接5V电源 - DQ:接51单片机任意GPIO(如P1.0) - GND:接地 - NC:悬空 2. **关键电路**: ``` +5V ──┬── VCC │ 4.7KΩ (上拉电阻) │ GPIO ─┴── DQ GND ──── GND ``` > **上拉电阻必不可少**,确保总线空闲时保持高电平[^3]。 #### 二、软件编程流程(基于STC89C52) ```c #include <reg52.h> #include <intrins.h> // 包含_nop_()延时函数 sbit DQ = P1^0; // DQ引脚定义 // 延时函数(晶振11.0592MHz) void Delay480us() { // 初始化延时 unsigned char i = 200; while(--i); } void Delay60us() { // 读写时序延时 unsigned char i = 30; while(--i); } // DS18B20初始化 bit DS18B20_Init() { bit ack; DQ = 1; _nop_(); DQ = 0; // 主机拉低480us Delay480us(); // 实际延时约480us[^4] DQ = 1; // 主机释放总线 Delay60us(); // 等待15-60us ack = DQ; // 检测响应信号 while(!DQ); // 等待存在脉冲结束 return ~ack; // 返回初始化状态 } // 写一个字节 void DS18B20_WriteByte(unsigned char dat) { for(unsigned char i=0; i<8; i++) { DQ = 0; _nop_(); _nop_(); // 拉低总线 DQ = dat & 0x01; // 写入最低位 Delay60us(); // 保持60us DQ = 1; // 释放总线 dat >>= 1; // 准备下一位 } } // 读一个字节 unsigned char DS18B20_ReadByte() { unsigned char dat = 0; for(unsigned char i=0; i<8; i++) { DQ = 0; _nop_(); _nop_(); // 拉低总线 DQ = 1; // 释放总线 dat >>= 1; if(DQ) dat |= 0x80; // 读取数据位 Delay60us(); // 保持60us } return dat; } // 主读取函数 bit Read_DS18B20(int *temp) { unsigned char tempL, tempH; if(!DS18B20_Init()) return 0; // 初始化失败 DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过ROM命令[^4] DS18B20_WriteByte(0x44); // 启动温度转换[^4] // 等待转换完成(750ms@12位精度) for(unsigned int i=0; i<60000; i++); if(!DS18B20_Init()) return 0; // 再次初始化 DS18B20_WriteByte(0xCC); DS18B20_WriteByte(0xBE); // 读取暂存器[^4] tempL = DS18B20_ReadByte(); // 温度低字节 tempH = DS18B20_ReadByte(); // 温度高字节 // 合成16位温度数据 *temp = (tempH << 8) | tempL; return 1; } // 主函数示例 void main() { int rawTemp; float temperature; while(1) { if(Read_DS18B20(&rawTemp)) { // 温度转换(0.0625°C/LSB) temperature = rawTemp * 0.0625; // 显示或传输数据 } Delay_ms(2000); // 2秒读取一次 } } ``` #### 三、温度转换与显示 1. **温度数据格式**: - 16位补码格式(高5位为符号位) - 分辨率0.0625°C(LSB权重) - 示例:0x019A = 25.625°C 2. **显示方法**: **数码管显示保留一位小数**: ```c void ShowTemp(float t) { int integer = (int)t; // 整数部分 int decimal = (int)(t*10) % 10; // 小数部分 // 数码管显示代码 } ``` **LCD1602显示**: ```c void LCD_ShowTemp(float t) { char buf[16]; sprintf(buf, "Temp:%d.%dC", (int)t, (int)(t*10)%10); LCD_DisplayString(1, buf); } ``` #### 四、注意事项 1. **时序精度**:微秒级延时需根据晶振频率精确校准[^1] 2. **温度转换时间**: - 9位精度:93.75ms - 12位精度:750ms(需足够等待时间)[^4] 3. **负温度处理**: ```c if(rawTemp & 0x8000) { // 判断负数 rawTemp = ~rawTemp + 1; // 取补码 temperature = -rawTemp * 0.0625; } ``` 4. **寄生供电模式**:当使用总线供电时,需在温度转换期间保持总线高电平 > **典型问题排查**:若读取失败,检查: > 1. 上拉电阻是否连接(4.7KΩ必需) > 2. 延时函数精度是否足够 > 3. 温度转换等待时间是否充足 > 4. 总线是否被其他设备占用
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