LanQiao比赛单片机专用板——CT107D把玩笔记（二）

通过对CT107D实验板的基本原理认识，以及掌握好了LED、数码管等小部件的操作，我们就可以自信满满地学习更为复杂的外接元件了。面对板载重要器件，比如：DS18B20、DS1302、AT24C02、PCF8591等。我们要脚踏实地的逐一攻克。

首先，来看一下温度传感器——DS18B20。

上原理图：

DS18B20电路原理图.png

做为日常最常见的数字温度传感器，这无疑显得非常重要，大赛组织方对此也很重视，往届比赛试题多次涉及该传感器的相关内容。

拿过一个新器件，第一步要查看其完整的官方说明文档。看原理图已知，DS18B20有三个管脚，其中两个是电源线，只有一个数据引脚。因此它是典型的单总线传输器件。提到单总线IIC，就会涉及到单总线时序的操作，而该传感器对时序的要求非常苛刻。对，我只能用苛刻这两个字来形容，因为针对不同的硬件平台，时序操作是大不相同的，最初我在此处深陷，困惑了很长一段时间。

说明文档中，最重点是初始化、读和写的操作时序图。

先看初始化操作时序：

初始化时序图.png

初始化时序，也可作复位时序。由图可见，主控器发送复位低脉冲的时间约为480微秒，主控器接收的时间大约为480微秒。编程时要注意高低电平之间的间隔延时，要严格按照时序图操作。

再来看写时序图：

写时序图.png

该图明确说明了主控器在IIC总线中高低电平的间隔时间，不在具体熬述。

最后，读时序图：

读时序图.png

原理如图，主控器要占用总线45微秒来采样，图片说明很详细。

分析完工作原理后，我们就可以敲代码了。

传感器驱动程序如下：

    ds18b20.c
    
    void delay(uint t)
{
uint i;
for(i = 0; i<t; i++)
{
    _nop_();     //1.0us
}
          
  }

    bit init_ds18b20(void)
{
bit initflag = 0;
DQ = 1;
delay(10);
DQ = 0;
delay(500);
DQ = 1;
delay(200);
initflag = DQ;
delay(250);

return initflag;
}

    //通过单总线向器件写一个字节
    void wr_ds18b20(uchar dat)
{
uchar i;
for(i = 0; i<8; i++)
{
    DQ = 0;
    delay(2);
    DQ = dat&0x01;
    delay(60);
    DQ = 1;
    dat >>= 1;

}
delay(5);
}
    //通过单总线从器件读一个字节
    uchar rd_ds18b20(void)
{
uchar i;
uchar ret;
uchar dat = '0';
for(i = 0; i<8; i++)
{   
    dat >>= 1;
    DQ = 0;
    delay(2);
    DQ = 1;
    ret = DQ;
    delay(60);
    DQ = 1;
    if(ret)
        dat |= 0x80;
}
return dat;
    }

    ///温度读取及转换函数
    uchar rd_temperature(void)
  {
uchar low, high;
uint temp;

float temperature;

DQ = 1;
init_ds18b20();
wr_ds18b20(0xcc);//跳过读ROM
wr_ds18b20(0x44);//
delay(200);

init_ds18b20();
wr_ds18b20(0xcc);
wr_ds18b20(0xbe);//读取温度

low = rd_ds18b20();  //先读低字节
high = rd_ds18b20();      //高字节

temp = high&0x0f;
temp <<= 8;
temp |= low;
    
temperature=temp*0.0625;     //分辨率转换
temp=temperature*10+0.5;   //四舍五入，保留小数点一位

return temp;
}

驱动代码参照时序图都可以写出来，这里关键的一点是延时函数。该函数的精确度决定了整个程序的时序精确度，如果延时不准确，那整个程序是失败的，DS18B20不能正常工作。有许多同学说程序写好了，没有错误，用数码管显示温度，温度数值一直没有变过。大多是因为时序的问题。应该仔细更改延时程序，反复进行调试。