【单总线与DS18B20总结和代码实现】

单总线介绍与总结

  • 单总线介绍
  • 单总线时序图
  • DS18B20的操作流程
  • 代码 读温度
    • 代码思路
    • 代码实现

单总线介绍

单总线介绍
单总线应用案例：Ds18B20、温湿度传感器用到的就是这个，这里Ds18B20从当的角色是从机部分，而开发板充当的部分人是主机部分。
Ds18B20内部结构图
在这里插入图片描述
Ds18B30存储器结构
在这里插入图片描述

单总线的电路规范在这里插入图片描述
从上图可知 单总线的电路规范和IIC有很大的相似之处，也可以想象为上篇文章中拉杆子的案例。想输出0 就把杆子拉下来 1的话就释放杆子。
上图第一个是非寄生供电的模式，第二个他图是寄生的供电模式。

单总线时序图

开始初始化
初始化

注意这里从机应答需要有返回值来确定从机的应答的，并且从机拉低也是自动完成的，我们不需要在代码里面释放从机，我们写的代码是针对主机而言的。

发送时序图 （一位）

发送时序图

接收时序图 （一位）
在这里插入图片描述

发送与接收一个字节 8位
发送与接收8位

DS18B20的操作流程

在这里插入图片描述
读=接收 写=发送 DS18B20数据发送执行

在这里插入图片描述
注意: 跳过ROM必须只有一个设备时才可以跳过设备。
温度是两个字节组成的吧。
R:Temperature LSB 温度的低八位 一个字节
R:Temperature MSB 温度的高八位 一个字节

温度存储格式
DS18B20存储格式

代码 读温度

代码思路

在这里插入图片描述

代码实现

oneWire.c

#include <REGX52.H>sbit oneWire_DQ=P3^7;
//AT89C52开发板/*** @brief  oneWire单总线初始化  * @param  无 * @retval ackBit 从机的响应，0代表响应，1代表不响应   */
unsigned char oneWire_init()
{unsigned char i;unsigned char ackBit;//以下时序图均看自己总结的csdnoneWire_DQ=1;oneWire_DQ=0;i = 247;while (--i); //延时 500us 在STC-ISP软件 软件延时里设置 @12MHZ,Y1 oneWire_DQ=1;//等待的这15-60里主机不用操作，从机会在释放总线的15-60内响应主机发出应答位，//持续60-240，也就是说从机最慢最慢60之后就会发出应答位，所以取70时来读取，这时候到达低电平i = 32;while (--i); //延时70us//下面看时序图可知 是从机的响应 这里是从机控制， 我们不需要拉低或者释放	，交给从机自己释放ackBit=oneWire_DQ;//得到从机响应i = 247;while (--i); //延时 500us ，理论延时 60~240us  但是可以多延时一会，从机自动释放return ackBit;//返回应答位
}/*** @brief  oneWire发送一位数据  * @param  Bit 一位数据* @retval 无  */
void oneWire_sendBit(unsigned char Bit)
{unsigned char i;oneWire_DQ=0;//由于执行过 init()函数后 oneWire_DQ=1了 此时直接拉低即可 当然也可以先置1然后再置0i = 4;while (--i);//延时10us 这里和时序图不太一样。这样写可以省去if判（Bit为0和1时）// 延时10us后让bit直接给DQ，如果bit是0，则在10us后仍然是0，之后再延时 50us 也就达到了60~120us的范围了//如果此时参数Bit=1，那么由时序图可知 在1~15us内需要拉低。执行此函数第一句DQ=0，//然后延时了10us,也在1~15us内，然后使得DQ=Bit，//此时DQ=1，相当于释放了，之后和0时一样再延时50us 满足时间切片为60usoneWire_DQ=Bit;//为bit1时代表释放 bit为0时oneWire_DQ继续为0i = 24;while (--i);//延时50usoneWire_DQ=1;//bit为0的释放,bit为1的保持高点电平不变}/*** @brief  oneWire接收一位数据 * @param  无 * @retval Bit 接收来自从机的一位数据   */
unsigned char oneWire_receiveBit(void)
{unsigned char i;unsigned char Bit;//主机先拉低oneWire_DQ=0;//规定在1~15us内拉低电平 这里在5us	i = 2;while (--i);//延时5us//释放电平 主动权交给从机oneWire_DQ=1;i = 2;while (--i);//延时5us//读取从机的电平Bit= oneWire_DQ;i = 24;while (--i);//延时50us走完时间片return Bit;
}/*** @brief  发送一个字节 8位数据 * @param  byte 要发送的字节数据 * @retval 无  */
void oneWire_sendByte(unsigned char byte)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){oneWire_sendBit(byte&(0x01<<i));//这里解释下：发送一个字节 8位 调用上面的8次发送一位的函数//因为从低到高，一位一位的取，故而byte&(0x01<<i)//假如byte是0x55，则即是 0101 0101 ，&上0x01 也即是 0101 0101 & 0000 0001 =00000001第一位1便取出来了//若想取出低四位的第二位，0101 0101 & 0x02=0101 0101 & 0000 0010 =0000 0000第二位便是0//如此循环八次便取出来了 八位数据}
}/*** @brief  oneWire接收一个字节 8位数据 * @param  无 * @retval byte 主机接收来自从机的一个字节的数据   */
unsigned char oneWire_receiveByte()
{unsigned char i,Data;unsigned char byte=0x00;//提前将byte=0x00,初始化for(i=0;i<8;i++){Data=oneWire_receiveBit();//假如完整的八位数据的Data是 0x52,也即是 0101 0010if(Data) //如果接收到的是1才进入if判断{byte=byte | (0x01<<i); //i =0 时 Data位0x52 取最低位为 0，此时Data为0 ，不进入循环，此时byte=0x00//i =1 时，取Data低二位为 1，此时 此时因为Data是1，进入if，byte= 0x00 |(0x01<<1)= 0x00 | 0x02=0000 0000 | 0000 0010 =0000 0010//i =2 时，Data为0，不进入循环，此时，byte仍为0000 0010//i =3 时，Data也是0 同上//i =4 时，Data为1，进入if byte=0000 0010 , 0x01<<4= 0001 0000 ,byte|0x10,也即是 0000 0010 | 0001 0000=0001 0010//i =5 时，Data为0,byte仍保持上面的值//i =6 时，Data=1，再次进入if,byte=0001 0010 ,0x01<<6= 0100 0000=0x40 ,byte|0x40=0101 0010//i =7 时，不进入循环，继续保持0//结束后 byte的值就是八位的Data，也就和oneWire_receiveBit()的值一样了}}return byte;//把数据返回出去
}

DS18B20.c

#include <REGX52.H>
#include "oneWire.h"//引入oneWire
#define ds18B20_skipRom        0xcc //跳过rom指令
#define ds18B20_convertT       0x44 //温度转化
#define ds18B20_readScratchpad 0xBE //读暂存器/*** @brief  DS18B20开始温度变换* @param  无* @retval 无*/
void ds18B20_convertTemp()
{oneWire_init();//先进性初始化，观察上面的时序图oneWire_sendByte(ds18B20_skipRom);//跳过rom,发送一个字节oneWire_sendByte(ds18B20_convertT);
}/*** @brief  DS18B20开始读取温度* @param  无* @retval 返回真实温度 小数点四位*/
float ds18B20_readTemp()
{	int temp;//临时变量存温度float T;//存真正的温度unsigned char TLSB,TMSB;//观察上图可知 此处读的是温度 温度是由 TLSB 和TMSB组成oneWire_init();//初始化 可由上述时序图可知，需要先初始化oneWire_sendByte(ds18B20_skipRom);oneWire_sendByte(ds18B20_readScratchpad);TLSB=oneWire_receiveByte();//接收低字节数据TMSB=oneWire_receiveByte();//接收高字节数据temp=(TMSB<<8) | TLSB;	//这里先把整体转为int类型，再把TMSB向左移八位，再放或上 TLSB，例如TMSB是11111001，TLSB为 1000 1100，//TMSB<<8=11111001<<8=11111001 00000000 再或上TLSB 1000 1100=11111001 1000 1100//变为16位数据，但注意，上图TLSB中后四位是小数，转化为int后，小数部分就被转化了，最低位就变成了2^0的那位了，没有小数了//这时候需要把数据再转为带小数的T=temp/16.0; //2^4  右移4位把小数的数据拿回来return T;//返回真实带有1小数点的温度
}

LCD1602.c

#include <REGX52.H>//引脚配置：
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0//函数定义：
/*** @brief  LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms* @param  无* @retval 无*/
void LCD_Delay()
{unsigned char i, j;i = 2;j = 239;do{while (--j);} while (--i);
}/*** @brief  LCD1602写命令* @param  Command 要写入的命令* @retval 无*/
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_DataPort=Command;LCD_EN=1;LCD_Delay();LCD_EN=0;LCD_Delay();
}/*** @brief  LCD1602写数据* @param  Data 要写入的数据* @retval 无*/
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_DataPort=Data;LCD_EN=1;LCD_Delay();LCD_EN=0;LCD_Delay();
}/*** @brief  LCD1602设置光标位置* @param  Line 行位置，范围：1~2* @param  Column 列位置，范围：1~16* @retval 无*/
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{if(Line==1){LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));}else if(Line==2){LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));}
}/*** @brief  LCD1602初始化函数* @param  无* @retval 无*/
void LCD_Init()
{LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口，两行显示，5*7点阵LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开，光标关，闪烁关LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后，光标自动加一，画面不动LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位，清屏
}/*** @brief  在LCD1602指定位置上显示一个字符* @param  Line 行位置，范围：1~2* @param  Column 列位置，范围：1~16* @param  Char 要显示的字符* @retval 无*/
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{LCD_SetCursor(Line,Column);LCD_WriteData(Char);
}/*** @brief  在LCD1602指定位置开始显示所给字符串* @param  Line 起始行位置，范围：1~2* @param  Column 起始列位置，范围：1~16* @param  String 要显示的字符串* @retval 无*/
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=0;String[i]!='\0';i++){LCD_WriteData(String[i]);}
}/*** @brief  返回值=X的Y次方*/
int LCD_Pow(int X,int Y)
{unsigned char i;int Result=1;for(i=0;i<Y;i++){Result*=X;}return Result;
}/*** @brief  在LCD1602指定位置开始显示所给数字* @param  Line 起始行位置，范围：1~2* @param  Column 起始列位置，范围：1~16* @param  Number 要显示的数字，范围：0~65535* @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~5* @retval 无*/
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');}
}/*** @brief  在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字* @param  Line 起始行位置，范围：1~2* @param  Column 起始列位置，范围：1~16* @param  Number 要显示的数字，范围：-32768~32767* @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~5* @retval 无*/
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;unsigned int Number1;LCD_SetCursor(Line,Column);if(Number>=0){LCD_WriteData('+');Number1=Number;}else{LCD_WriteData('-');Number1=-Number;}for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');}
}/*** @brief  在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字* @param  Line 起始行位置，范围：1~2* @param  Column 起始列位置，范围：1~16* @param  Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF* @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~4* @retval 无*/
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i,SingleNumber;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;if(SingleNumber<10){LCD_WriteData(SingleNumber+'0');}else{LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');}}
}/*** @brief  在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字* @param  Line 起始行位置，范围：1~2* @param  Column 起始列位置，范围：1~16* @param  Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111* @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~16* @retval 无*/
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{unsigned char i;LCD_SetCursor(Line,Column);for(i=Length;i>0;i--){LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');}
}

main.c

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "oneWire.h"
#include "DS18B20.h"
#include "delayXms.h"
float T;
void main()
{LCD_Init();LCD_ShowString(1,1,"Temperature:");//ack=oneWire_init();//LCD_ShowNum(2,1,ack,3);//拔掉ds18b20断电重启显示 1 未应答，插上后断电重启显示0 代表应答成功ds18B20_convertTemp();delayXms(1000);while(1){ds18B20_convertTemp();//先转换温度T= ds18B20_readTemp();if(T<0)//如果温度是负数{LCD_ShowChar(2,1,'-');//显负号T=-T;//把负数的温度转为正数}else{LCD_ShowChar(2,1,'+');}LCD_ShowNum(2,2,T,3);LCD_ShowChar(2,5,'.');//小数点LCD_ShowNum(2,6,(unsigned long)(T*10000)%10000,4);//因为不能取小数 故而先降温度*10000再对10000取余数便得到了小数//由因为*10000后数据超过范围 故而强制类型转为 unsigned long类型}
}

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