DS18B20读写时序分析

新手在DS18B20读写过程中要犯很多错误。老衲普度众生，简要说明它怎么用。1、过程1、2是初始化过程，每次读取都要初始化，否则18b20处于待机状态，无法成功读取。过程1：拉低信号线480-700us，使它复位，然后释放总线15-60us，18b20会拉低总线60-240us，然后它释放总线。所以初始化成功的一个标志就是能否读到18b20这个先低后高的操作时序。(注意：黑色部分表示主机操作，蓝色部分表示18b20操作，每次主机操作完成之后等待18b20状态时，必须要释放总线，比如将IO设置为高阻态什么的。否则18B20没法把状态写到线上)2、过程3、4是写1bit数据过程。过程3是写0，过程4是写1。过程3：拉低总线60us，然后抬高总线5us，完成。过程4：拉低总线5us，然后抬高总线60us，完成3、过程5、6是读1bit过程。过程5是读0，过程6是读1。过程5、6：拉低总线5us，然后释放总线，读取总线，如果为0，则读入0，如果为1，则读入1。DS18B20时序Author：exploer初始化序列——复位和存在脉冲DS18B20的所有通信都由由复位脉冲组成的初始化序列开始。该初始化序列由主机发出，后跟由DS18B20发出的存在脉冲（presencepulse）。下图（插图13，即如下截图）阐述了这一点。当发出应答复位脉冲的存在脉冲后，DS18B20通知主机它在总线上并且准备好操作了。在初始化步骤中，总线上的主机通过拉低单总线至少480μs来产生复位脉冲。然后总线主机释放总线并进入接收模式。当总线释放后，5kΩ的上拉电阻把单总线上的电平拉回高电平。当DS18B20检测到上升沿后等待15到60us，然后以拉低总线60-240us的方式发出存在脉冲。如文档所述，主机将总线拉低最短480us，之后释放总线。由于5kΩ上拉电阻的作用，总线恢复到高电平。DS18B20检测到上升沿后等待15到60us，发出存在脉冲：拉低总线60-240us。至此，初始化和存在时序完毕。根据上述要求编写的复位函数为：首先是延时函数：（由于DS18B20延时均以15us为单位，故编写了延时单位为15us的延时函数，注意：以下延时函数晶振为12MHz）/*************************************函数：Delayxus_DS18B20功能：DS18B20延时函数参数：t为定时时间长度返回：无说明：延时公式：15n+15（近似）,晶振12Mhz*******************************************/voidDelayxus_DS18B20(unsignedintt){for(t;t0;t--){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}_nop_();_nop_();}延时函数反汇编代码（方便分析延时公式）C:0x00317F01MOVR7,#0x01C:0x00337E00MOVR6,#0x00C:0x00351206A6LCALLdelayxus(C:06A6)38:voidDelayxus_DS18B20（unsignedintt)39:{40:for(t;t0;t--)C:0x06A6D3SETBCC:0x06A7EFMOVA,R7C:0x06A89400SUBBA,#0x00C:0x06AAEEMOVA,R6C:0x06AB9400SUBBA,#0x00C:0x06AD400BJCC:06BA41:{42:_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();C:0x06AF00NOPC:0x06B000NOPC:0x06B100NOPC:0x06B200NOP43:}C:0x06B3EFMOVA,R7C:0x06B41FDECR7C:0x06B570EFJNZDelayxus_DS18B20(C:06A6)C:0x06B71EDECR6C:0x06B880ECSJMPDelayxus_DS18B20(C:06A6)44:_nop_();_nop_();C:0x06BA00NOPC:0x06BB00NOP45:}C:0x06BC22RET分析上述反汇编代码，可知延时公式为15*（t+1）/*************************************函数：RST_DS18B20功能：复位DS18B20，读取存在脉冲并返回参数：无返回：1：复位成功；0：复位失败说明：拉低总线至少480us;可用于检测DS18B20工作是否正常*******************************************/bitRST_DS18B20(){bitret=1;DQ=0;/*拉低总线*/Delayxus_DS18B20(32);/*为保险起见，延时495us*/DQ=1;/*释放总线，DS18B20检测到上升沿后会发送存在脉冲*/Delayxus_DS18B20(4);/*需要等待15~60us，这里延时75us后可以保证接受到的是存在脉冲（如果通信正常的话）*/ret=DQ;Delayxus_DS18B20(14);/*延时495us，让ds18b20释放总线，避免影响到下一步的操作*/DQ=1;/*释放总线*/return(~ret);}写时序：主机在写时隙向DS18B20写入数据，并在读时隙从DS18B20读入数据。在单总线上每个时隙只传送一位数据。写时间隙有两种写时隙：写“0”时间隙和写“1”时间隙。总线主机使用写“1”时间隙向DS18B20写入逻辑1，使用写“0”时间隙向DS18B20写入逻辑0.所有的写时隙必须有最少60us的持续时间，相邻两个写时隙必须要有最少1us的恢复时间。两种写时隙都通过主机拉低总线产生（见插图14）。为产生写1时隙，在拉低总线后主机必须在15μs内释放总线。在总线被释放后，由于5kΩ上拉电阻的作用，总线恢复为高电平。为产生写0时隙，在拉低总线后主机必须继续拉低总线以满足时隙持续时间的要求(至少60μs)。在主机产生写时隙后，DS18B20会在其后的15到60us的一个时间窗口内采样单总线。在采样的时间窗口内，如果总线为高电平，主机会向DS18B20写入1；如果总线为低电平，主机会向DS18B20写入0。如文档所述，所有的写时隙必须至少有60us的持续时间。相邻两个写时隙必须要有最少1us的恢复时间。所有的写时隙（写0和写1）都由拉低总线产生。为产生写1时隙，在拉低总线后主机必须在15us内释放总线（拉低的电平要持续至少1us）。由于上拉电阻的作用，总线电平恢复为高电平，直到完成写时隙。为产生写0时隙，在拉低总线后主机持续拉低总线即可，直到写时隙完成后释放总线（持续时间60-120us）。写时隙产生后，DS18B20会在产生后的15到60us的时间内采样总线，以此来确定写0还是写1。满足上述要求的写函数为：/*************************************函数：WR_Bit功能：向DS18B20写一位数据参数：i为待写的位返回：无说明：总线从高拉到低产生写时序*******************************************/voidWR_Bit(biti){DQ=0;//产生写时序_nop_();_nop_();//总线拉低持续时间要大于1usDQ=i;//写数据，0和1均可Delayxus_DS18B20(3);//延时60us，等待ds18b20采样读取DQ=1;//释放总线}/************************************函数：WR_Byte功能：DS18B20写字节函数，先写最低位参数：dat为待写的字节数据返回：无说明：无*******************************************/voidWR_Byte(unsignedchardat){unsignedchari=0;while(i++8){WR_Bit(dat&0x01);//从最低位写起dat=1;//注意不要写成dat1}}读时序：DS18B20只有在主机发出读时隙后才会向主机发送数据。因此，在发出读暂存器命令[BEh]或读电源命令[B4h]后，主机必须立即产生读时隙以便DS18B20提供所需数据。另外，主机可在发出温度转换命令T[44h]或Recall命令E2[B8h]后产生读时隙，以便了解操作的状态(在DS18B20操作指令这一节会详细解释)。所有的读时隙必须至少有60us的持续时间。相邻两个读时隙必须要有最少1us的恢复时间。所有的读时隙都由拉低总线，持续至少1us后再释放总线（由于上拉电阻的作用，总线恢复为高电平）产生。在主机产生读时隙后，DS18B20开始发送0或1到总线上。DS18B20让总线保持高电平的方式发送1，以拉低总线的方式表示发送0.当发送0的时候，DS18B20在读时隙的末期将会释放总线，总线将会被上拉电阻拉回高电平（也是总线空闲的状态）。DS18B20输出的数据在下降沿（下降沿产生读时隙）产生后15us后有效。因此，主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成。插图15表明了对于读时隙，TINIT（下降沿后低电平持续时间）,TRC（上升沿）和TSAMPLE（主机采样总线）的时间和要在15μs以内。插图16显示了最大化系统时间宽限的方法：让TINIT和TRC尽可能的短，把主机采样总线放到15μs这一时间段的尾部。由文档可知，DS18B20只有在主机发出读时隙时才能发送数据到主机。因此，主机必须在BE命令，B4命令后立即产生读时隙以使DS18B20提供相应的数据。另外，在44命令，B8命令后也要产生读时隙。所有的读时隙必须至少有60us的持续时间。相邻两个读时隙必须要有最少1us的恢复时间。所有的读时隙都由拉低总线，持续至少1us后再释放总线（由于上拉电阻的作用，总线恢复为高电平）产生。DS18B20输出的数据在下降沿产生后15us后有效。因此，释放总线和主机采样总线等动作要在15us内完成。满足以上要求的函数为：/************************************函数：Read_Bit功能：向DS18B20读一位数据参数：无返回：biti说明：总线从高拉到低，持续至1us以上，再释放总线为高电平空闲状态产生读时序*******************************************/unsignedcharRead_Bit(){unsignedcharret;DQ=0;//拉低总线_nop_();_nop_();DQ=1;//释放总线_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();ret=DQ;//读时隙产生7us后读取总线数据。把总线的读取动作放在15us时间限制的后面是为了保证数据读取的有效性Delayxus_DS18B20(3);//延时60us，满足读时隙的时间长度要求DQ=1;//释放总线returnret;//返回读取到的数据}/*************************************函数：Read_Byte功能：DS18B20读一个字节函数，先读最低位参数：无返回：读取的一字节数据说明：无*******************************************/unsignedcharRead_Byte(){unsignedchari;unsignedchardat=0;for(i=0;i8;i++){dat=1;//先读最低位if(Read_Bit())dat|=0x80;}return(dat);}/*************************************函数：Start_DS18B20功能：启动温度转换参数：无返回：无说明：复位后写44H命令*******************************************/voidStart_DS