MicroPython 开发ESP32应用教程 之 onewire及其应用DS18B20温度传感器的驱动

这一课应该是我们最后一课单个知识主题为主的课程，后面的课程以分析实例为主。

 一、OneWire协议简介

OneWire（单总线）是一种低成本、低功耗的串行通信协议，仅需一根数据线即可实现主从设备之间的通信。其优势在于简化硬件布线，适用于传感器、存储器等外设的接入。在物联网场景中，ESP32结合MicroPython的OneWire驱动模块，可高效连接DS18B20温度传感器、EEPROM等设备。而且可以同时并连多个从机设备，比如多只DS8B20温度传感器同时连在一根单线总线上，这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在HVAC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。

最新版本的MicroPython for ESP32S3已经内置了DS18X20库,我们只需要简单的调用几个API接口就能方便的控制读取温度值，大大简化了我们的开发工作，我们几乎不用考虑DS18B20温度传感器的工作原理，更不用考虑各种控制命令，所以我们对DS18B20温度传感器不作更多的介绍，有兴趣的朋友可以自己搜索相关文档资料。

二、环境配置与硬件准备

 1. 准备好支持micropython的ESP32s3开发板
  如果手上的ESP32开发板不支持micropython，可以下载相应的固件并烧录到我们的开发板上。具体 操作说明请参考：

MicroPython 开发ESP32应用教程 之 开发环境搭建

 2. 硬件连接
以DS18B20温度传感器为例：

DS18B20	ESP32S3
VCC	VCC
GND	GND
DQ	IO21

        DS18B20的数据线（DQ）接ESP32的GPIO21，需外接4.7kΩ上拉电阻至3.3V电源（实测不接也能工作）。

        DS18B20的供电方式相对比较灵活，大家可以查阅厂家提供的规格书。

 三、基础应用案例

1、初始化

from machine import Pin
import onewire
from ds18x20 import DS18X20

# 初始化OneWire总线
ow = onewire.OneWire(Pin(4))
#初始化DS18X20
ds_18b20= DS18X20(ow)

2、扫描总线上的从机设备（这里我们特指DS18B20温度传感器）
 

# 扫描设备
roms = ds_18b20.scan()
if len(roms) > 0 :
    print("Found devices:", roms)

3、温度转换

启动一次温度转换而无需其他数据。温度转换命令被执行，而后DS1820 保持等待状
态。如果总线控制器在这条命令之后跟着发出读时间隙，而DS1820 又忙于做时间转换的话，
DS1820 将在总线上输出“0”，若温度转换完成，则输出“1”。如果使用寄生电源，总线控
制器必须在发出这条命令后立即起动强上拉，并保持500ms。
 

    ds_18b20.convert_temp()
    time.sleep_ms(750)

4、读取DS18B20温度数据

    for rom in roms:
        temp = ds_18b20.read_temp(rom)
#        print(temp)
        if isinstance(temp, float):
            temp = round(temp, 2)
            return temp

四、完整代码

from machine import Pin
import onewire
import ds18x20
from micropython import const
import gc
import time

# 初始化OneWire总线
ow = onewire.OneWire(Pin(21))
#初始化DS18X20
ds_18b20 = ds18x20.DS18X20(ow)

def read_sensor():
    # 扫描设备
    roms = ds_18b20.scan()
#    if len(roms) > 0 :
#        print("Found devices:", roms)    # 获取数值
    ds_18b20.convert_temp()
    time.sleep_ms(750)
    for rom in roms:
        temp = ds_18b20.read_temp(rom)
#        print(temp)
        if isinstance(temp, float):
            temp = round(temp, 2)
            return temp


if __name__ == "__main__":
    umber = read_sensor()
    if umber is not None:
        float(umber)
        print( float(umber))

五、总结

MicroPython为ESP32提供了简洁的OneWire接口，极大简化了单总线设备的开发流程。通过本文案例，开发者可快速实现温度监测，并扩展至更复杂的物联网应用。实际开发中需注意硬件稳定性与协议细节，结合ESP32的多功能外设，可构建高效可靠的嵌入式系统。