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AVR单片机学习笔记--基于慧净HJ-2GAVR开发板第14章DS18B2014.114.114.114.1概念....这一章是关于DS18B20实时温度传感器。相信有学过c51单片机的朋友都对他不陌生吧。我恰恰也学习过，不过当初并没有掌握好。学习板搭配的DS18B20，一般上给人的感觉有点像三极管，其实DS18B20的内部结构与原理也挺猥琐的，但是我们使用也是为了实现温度传感的功能而已，基本上不会介绍过度深入。14.214.214.214.2DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20介绍DS18B20有三只引脚，VCC，DQ，和VDD。而HJ-2G板子上，采用了外部供电的链接方式，而总线必须链接上拉电阻。这一目的告诉我们，一线总线在空置状态时，都是一直处于高电平。DS18B20的内部有64位的ROM单元，和9字节的暂存器单元。64位ROM包含了，DS18B20唯一的序列号（唯一的名字）。AVR单片机学习笔记--基于慧净HJ-2GAVR开发板以上是内部9个字节的暂存单元（包括EEPROM）。字节0~1是转换好的温度。字节2~3是用户用来设置最高报警和最低报警值。这个可以用软件来实现。字节4是用来配置转换精度，9~12位。字节5~8就不用看了。14.314.314.314.3字节0~10~10~10~1::::转换好的温度DS18B20的温度操作是使用16位，也就是说分辨率是0.0625。BIT15~BIT11是符号位，为了就是表示转换的值是正数还是负数。看看数据手册给出的例子吧。AVR单片机学习笔记--基于慧净HJ-2GAVR开发板要求出正数的十进制值，必须将读取到的LSB字节，MSB字节进行整合处理，然后乘以0.0625即可。Eg：假设从，字节0读取到0xD0赋值于Temp1，而字节1读取到0x07赋值于Temp2，然后求出十进制值。unsignedintTemp1,Temp2,Temperature;Temp1=0xD0;//低八位Temp2=0x07;//高八位Temperature=((Temp28)|Temp1)*0.0625;//又或者Temperature=(Temp1+Temp2*256)*0.0625;//Temperature=125在这里我们遇见了一个问题，就是如何求出负数的值呢？很遗憾的，单片机不像人脑那样会心算，我们必须判断BIT11~15是否是1，然后人为置一负数标志。Eg.假设从，字节0读取到0x90赋值于Temp1，而字节1读取到0xFC赋值于Temp2，然后求出该值是不是负数，和转换成十进制值。unsignedintTemp1,Temp2,Temperature;unsignedcharMinus_Flag=0;Temp1=0x90;//低八位Temp2=0xFC;//高八位//Temperature=(Temp1+Temp2*256)*0.0625;//Temperature=64656//很明显不是我们想要的答案if(Temp2&0xFC)//判断符号位是否为1{Minus_Flag=1;//负数标志置一Temperature=((Temp28)|Temp1)//高八位第八位进行整合Temperature=((~Temperature)+1);//求反，补一Temperature*=0.0625;//求出十进制}//Temperature=55;else{Minus_Flag=0;Temperature=((Temp28)|Temp1)*0.0625;}那个人为的负数标志，是真的很有用处的。这个要看你你自己的想象力了,如何去利用它。AVR单片机学习笔记--基于慧净HJ-2GAVR开发板继续继续，以上我们是求出没有小数点的正数。如果我要求出小数点的值的话，那么我应该这样做。Eg：假设从，字节0读取到0xA2赋值于Temp1，而字节1读取到0x00赋值于Temp2，然后求出十进制值，要求连同小数点也求出。unsignedintTemp1,Temp2,Temperature;Temp1=0x90;//低八位Temp2=0xFC;//高八位//实际值为10.125//Temperature=((Temp28)|Temp1)*0.0625;//10，无小数点Temperature=((Temp28)|Temp1)*(0.0625*10);//101，一位小数点//Temperature=((Temp28)|Temp1)*(0.0625*100);//1012，二位小数点如以上的例题，我们可以先将0.0625乘以10，然后再乘以整合后的Temperature变量，就可以求出后面一个小数点的值（求出更多的小数点，方法都是以此类推）。得出的结果是101，然后再利用简单的算法，求出每一位的值。unsingedcharTen,One,Dot1Ten=Temperature/100;//1One=Temperature%100/10;//0Dot1=%10;//1求出负数的思路也一样，只不过多出人为置一负数标志，求反补一的动作而已。自己发挥想象力吧。14.414.414.414.4字节2~32~32~32~3：THTHTHTH和TLTLTLTL配置TH与TL就是所谓的温度最高界限，和温度最低界限的配置。其实这些可以使用软件来试验，所以就无视了。14.514.514.514.5字节4444：配置寄存器BIT7出厂的时候就已经设置为0，用户不建议去更改。而R1与R0位组合了四个不同的转换精度，00为9位转换精度而转换时间是93.75ms，01为10位转换精度而转换时间是187.5ms，10为11位转换精度而转换时间是375ms，11为12位转换精度而转换时间是750ms（默认）。该寄存器还是留默认的好，毕竟转换精度表示了转换的质量。AVR单片机学习笔记--基于慧净HJ-2GAVR开发板14.614.614.614.6字节5~75~75~75~7，8888：保留位，CRCCRCCRCCRC无视，无视吧。14.714.714.714.7单片机访问DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20一般都是充当从机的角色，而单片机就是主机。单片机通过一线总线访问DS18B20的话，需要经过以下几个步骤：1.DS18B20复位。2.执行ROM指令。3.执行DS18B20功能指令（RAM指令）。补充一下。一般上我们都是使用单点，也就是说单线总线上仅有一个DS18B20存在而已。所以我们无需刻意读取ROM里边的序列号来，然后匹配那个DS18B20？而是更直接的，跳过ROM指令，然后直接执行DS18B20功能指令。DS18B20复位，在某种意义上就是一次访问DS18B20的开始，或者可说成是开始信号。ROM指令，也就是访问，搜索，匹配，DS18B20个别的64位序列号的动作。在单点情况下，可以直接跳过ROM指令。而跳过ROM指令的字节是0xCC。DS18B20功能指令有很多种，我就不一一的介绍了，数据手册里有更详细的介绍。这里仅列出比较常用的几个DS18B20功能指令。0x44：开始转换温度。转换好的温度会储存到暂存器字节0和1。0xEE：读暂存指令。读暂存指令，会从暂存器0到9，一个一个字节读取，如果要停止的话，必须写下DS18B20复位。14.814.814.814.8DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20复位DS18B20的复位时序如下：1.单片机拉低总线480us~950us,然后释放总线（拉高电平）。2.这时DS18B20会拉低信号，大约60~240us表示应答。3.DS18B20拉低电平的60~240us之间，单片机读取总线的电平，如果是低电平，那么表示复位成功。4.DS18B20拉低电平60~240us之后，会释放总线。AVR单片机学习笔记--基于慧净HJ-2GAVR开发板C语言代码：//DS1302复位函数voidDS1302_Reset(){DDRA|=BIT(DQ);//DQ为输出状态PORTA&=~BIT(DQ);//输出低电平Delay_1us(500);//延迟500微妙PORTA|=BIT(DQ);//示范总线Delay_1us(60);//延迟60微妙DDRA&=~BIT(DQ);//DQ位输出状态while(PINA&BIT(DQ));//等待从机DS18B20应答（低电平有效）while(!(PINA&BIT(DQ)));//等待从机DS18B20释放总线}14.914.914.914.9DS18B20DS18B20DS18B20DS18B20读写逻辑0000与1111DS18B20写逻辑0的步骤如下：1.单片机拉低电平大约10~15us,。2.单片机持续拉低电平大约20~45us的时间。3.释放总线DS18B20写逻辑1的步骤如下：1.单片机拉低电平大约10~15us,。2.单片机拉高电平大约20~45us的时间。3.释放总线DS18B20读逻辑0的步骤如下：1.在读取的时候单片机拉低电平大约1us2.单片机释放总线，然后读取总线电平。3.这时候DS18B20会拉低电平。4.读取电平过后，延迟大约40~45微妙DS18B20读逻辑1的步骤如下：1.在读取的时候单片机拉低电平大约1us2.单片机释放总线，然后读取总线电平。3.这时候DS18B20会拉高电平。4.读取电平过后，延迟大约40~45微妙AVR单片机学习笔记--基于慧净HJ-2GAVR开发板如果要读或者写一个字节，就要重复以上的步骤八次。如以下的C代码，使用for循环，和数据变量的左移和或运算，实现一个字节读与写。//DS18B20写字节函数voidDS1302_Write(unsignedcharData){unsignedchari;DDRA|=BIT(DQ);//DQ为输出for(i=0;i8;i++){PORTA&=~BIT(DQ);//拉低总线Delay_1us(10);//延迟10微妙（最大15微妙）if(Data&0x01)PORTA|=BIT(DQ);elsePORTA&=~BIT(DQ);Delay_1us(40);//延迟40微妙（最大45微妙）PORTA|=BIT(DQ);//释放总线Delay_1us(1);//稍微延迟Data=1;}}//DS18B20读字节函数unsignedcharDS1302_Read(){unsignedchari,Temp;for(i=0;i8;i++){Temp=1;//数据右移DDRA|=BIT(DQ);//DQ为输出状态PORTA&=~BIT(DQ);//拉低总线，启动输入PORTA|=BIT(DQ);//释放总线DDRA&=~BIT(DQ);//DQ为输入状态if(PINA&BIT(DQ))Temp|=0x80;Delay_1us(45);//延迟45微妙（最大45微妙）}returnTemp;}就是这么建档而已，不过这里有一个注意点，就是Delay_1us();函数延迟的时间，必须模拟非常准确，因为单线总线对时序的要求敏感点。AVR单片机学习笔记--基于慧净HJ-2GAVR开发板14.1014.1014.1014.10简单归纳实验开始之前，简单的归纳一些重点。单线总线高电平为闲置状态。单片机访问DS18B20必须遵守，DS18B20复位--执行ROM指令--执行DS18B20功能指令。而在单点上，可以直接跳过ROM指令。DS18B20的转换精度默认为12位，而分辨率是0.0625。DS18B20温度读取函数参考步骤：DS18B20开始转换：1.DS18B20复位。2.写入跳过ROM的字节命令，0xCC。3.写入开始转换的功能命令，0x44。4.延迟大约750~900毫秒DS18B20读暂存数据：1.DS18B20复位。2.写入跳过ROM的字节命令，0xCC。3.写入读暂存的功能命令，0xee。4.读入第0个字节LSByte，转换结果的低八位。5.读入第1个字节MSBy