[stc89c52] DS18B20基于单总线协议的温度测量

一、单总线协议（1-wire）

1.定义：主机和从机用一根总线进行通信，是一种半双工的通信方式，单线=时钟线+数据线+控制线（ +电源线）。理想状况下一条总线上的从器件数量几乎不受数量限制。

2.特点：这是由达拉斯半导体公司推出的一项通信技术。它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的。

3.优点：单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等。

二、单总线通信过程

所有的单总线器件要求采用严格的通信协议， 以保证数据的完整性。该协议定义了几种信号类型：复位脉冲、 应答脉冲、 写0、写1、 读0和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都由主机发出同步信号。并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前，这一点与多数串行通信格式不同（多数为字节的高位在前）。

（1）初始化序列：复位和应答脉冲

初始化过程 = 复位脉冲 + 从机应答脉冲。

主机通过拉低单总线480 ~ 960 us产生复位脉冲，然后释放总线，进入接收模式。主机释放总线时，会产生低电平跳变为高电平的上升沿，单总线器件检测到上升沿之后，延时15 ~ 60 us，单总线器件拉低总线60 ~ 240 us来产生应答脉冲。主机接收到从机的应答脉冲说明单总线器件就绪，初始化过程完成。

（1）初始化时序

（2）写间隙

写间隙有两种，包括写0的时间隙和写1的时间隙。当数据线拉低后，在15 ~ 60 us的时间窗口内对数据线进行采样。如果数据线为低电平，就是写0，如果数据线为高电平，就是写1。主机要产生一个写1时间隙，就必须把数据线拉低，在写时间隙开始后的15 us内允许数据线拉高。主机要产生一个写0时间隙，就必须把数据线拉低并保持60 us。

写时间隙时序图如下所示：

（3）读时间隙 

当主机把总线拉低是，并保持至少1 us后释放总线，必须在15 us内读取数据。单总线器件仅在主机发出读时隙时，才向主机传输数， 所以， 在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时隙，以便从机能够传输数据。所有读时隙至少需要 60us， 且在两次独立的读时隙之间至少需要 1us的恢复时间，每个读时隙都由主机发起， 至少拉低总线 1us （图5 所示）。在主机发起读时隙之后，单总线器件才开始在总线上发送 0 或1。 若从机发送1，则保持总线为高电平；若发送 0， 则拉低总线 。当发送 0 时，从机在该时隙结束后释放总线 。由上拉电阻将总线拉回至空闲高电平状态。从机发出的数据在起始时隙之后，保持有效时间 15us ，因而，主机在读时隙期间必须释放总线 ，并且在时隙起始后的 15 us 之内采样总线状态。

 

三、DS18B20温度传感器模块

 

 它一共有3个角，分别是：
        GND(接地）
        DQ（数据总线，与单片机的一个IO口相连）
        Vdd（电源供应）

 DS18N20的电路原理图

                                                                                                    

DS18B20要想实现温度测量，必须先复位初始化：  

 复位初始化时序图

首先总线为高电平持续约几微秒，拉低总线，持续480us---960us再释放总线（拉高总线），等待15-60us，如果检测到DS18B20存在端口会返回一个低电平脉冲信号，持续60--240us，总的检测时间最小为480us，所以再检