原创基于DS18B20测温系统解决方案

 2009-9-21 10:49  1440 4 4 分类: MCU/ 嵌入式

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。

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。