南华大学电气工程学院毕业设计（论文）
命令，如表4. 2所示：
表 4.2 DS18B20的RAM指令表
指令 温度变换 代码 44H 功能 启动DS18B20进行温度转换 读暂存器 0BEH 读内部RAM中的9字节内容 写暂存器 4EH 发出向内部RAM的3、4字节写上限、下限温度数据命令 复制暂存器 48H 将RAM中的第3、4 节的内容复制到EEPROM 重调EEPROM 0B8H 将EEPROM的内容复制RAM中的第3、4 字节 读供电方式 0B4H 读DS18B20的供电方式 4.2.2 信号方式
所有的单总线器件要求采用严格的单总线通信协议，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。并且发送的所有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。
第 36 页 共 73 页
南华大学电气工程学院毕业设计（论文）
初始化序列：包括复位和应答脉冲。单总线上的所有通信都是以初始化序列 开始，包括主机发出的复位脉冲及从机的应答脉冲。当从机发出响应主机的应答脉冲时，即向主机表明它处于总线上，且工作准备就绪。在主机初始化过程，主机通过拉低单总线至少48 0微秒，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，并进入接收模式，当总线被释放后，连接+5V电源的上拉电阻将单总线拉高，在单总线器件检测到上升沿后，延时15 ~ 60 微秒，接着通过拉低总线 60 ~ 240微秒，以产生应答脉冲。初始化时序图如图4.3所示：
从机等待15?s~60?s 主机接收>480?s 主机复位>480?s 从机应答60?s~240?s
图 4.3 初始化时序图
读/写时隙，在写时隙期间，主机向单总线器件写入数据；而在读时隙期间主机读入来自从机的数据，在每一个时隙总线只能传输一位数据。
写时隙：写时隙包括两种：“写1”和“写0”。主机采用写 时隙向从机写入1，而采用写0时隙向从机写入0。所有写时隙至少需要60微秒，且在两次独立的写时隙之间至少需要1微秒的恢复时间，写时隙，均起始于主机拉低，产生写1时隙的方式，主机在拉低总线后，接着必须在15微秒之内释放总线，由5 .1 k 上拉电阻将总线拉至高电平；而产生写0时隙的方式。在主机拉低总线后，只需要在整个时隙期间保持低电平即可。
在写时隙起始后15 ~ 60微秒期间，单总线器件采样总线电平状态；如果在此期间采样到高电平，则逻辑1被写入该器件，如果为0则写入逻辑0。
读时隙：单总线器件仅在主机发出读时隙时才向主机传输数据。所以在主机发出读数据的命令后，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60微秒，且在两次独立的读时隙之间至少需要1微秒的恢复时间。
第 37 页 共 73 页
南华大学电气工程学院毕业设计（论文）
读时隙都由主机发起；至少拉低总线1微秒，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15微秒，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微秒之内采样总线状态。温度采集子程序流程图如图 4.4 所示：
开始
延时子程序 N 结束？ 匹配 ROM 命令 Y
图4.4 温度采集子程序流程图
第 38 页 共 73 页
调用ROM码子程序 初始化 跳过ROM命令 读温度数据命令 温度转换命令 显示子程序 返回 给出一个器件ROM码 南华大学电气工程学院毕业设计（论文）
4.3 数据处理子程序
设置分辨率为12位转化后得到的16位温度数据，其中包括了温度的符号位。 单片机通过单总线接口读取该数据，在应用时要把有效的温度数据提取出来， 并进行相应的处理，系统根据数据情况进行控制处理。
DS18B20完成温度信号的采集与A/D 转换，并把数据传递给单片机，并保存起来。数据处理时把数据取出，放在一个整型变量中。首先取出整数部分进行处理求出数据十进制表示时的百位、十位及个位，再求小数部分数据。DS18B20 采集的数据有四位小数，精度可达到0.0625。 在设计中取四位小数，温度测量的精度0.0625，这样的数据比较精确。通过数据处理后，把16位的二进制数据转化成带四个小数位的十进制数据。温度计算流程图如图 4.5 所示：
第 39 页 共 73 页
开始 整数部分计算保存数据 小数部分计算程序 保存数据 返回 图4.5 温度值程序计算流程图
南华大学电气工程学院毕业设计（论文）
整数部分计算子程序流程图如图4.6所示：
第 40 页 共 73 页
开始 整数寄存器 整数寄存器 除以100 除以10 商存入百位寄存器 商存入十位寄存器 余数存入整数寄存器 余数存入个位寄存器 返回 图 4.6 整数部分计算子程序流程图