基于单总线的测温传感器DSB.ppt

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项目实施【项目功能】【项目知识点与技能点】【项目知识准备】 1、单总线概述
目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有I2C总线、SPI总线和SCI总线。这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。
近年来，美国的达拉斯半导体（DALLASSEMICONDUCTOR）推出了一项特有的数据传输技术。该技术与上述总线不同，它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的。这种具有线路简单，硬件开销，成本低廉，便于总线扩展和维护的数据传输技术被称之为单总线技术 2、单总线的工作原理

简单的说，单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制都由这根线完成。设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线。单总线通常要求外接一个约为4.7kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时，其状态为高电平。

主机和从机之间的通信可通过3个步骤完成，分别为初始化单总线器件、识别单总线器件和交换数据。由于它们是主从结构，只有主机呼叫从机时，从机才能应答，因此主机访问单总线器件都必须严格遵循单总线命令序列，即初始化、ROM、命令功能命令。如果出现序列混乱，单总线器件将不响应主机（搜索ROM命令，报警搜索命令除外）。
3、使用单总线技术控制多个从机设备的基本原理及示意

单总线适用于单主机系统，能够控制一个或多个从机设备。主机可以是微控制器，从机可以是单总线器件，它们之间的数据交换只通过一条信号线。当只有一个从机设备时，系统可按单节点系统操作；当有多个从机设备时，系统则按多节点系统操作。下图所示是单总线多节点系统的示意图。

通常把挂在单总线上的器件称之为单总线器件，单总线器件内一般都具有控制、收/发、存储等电路。为了区分不同的单总线器件，厂家生产单总线器件时都要刻录一个64位的二进制ROM代码，以标志其ID号。对于每一个单总线器件，都有一个唯一的ID号与之相对应。在主机对其进行操作时，先对单总线上所有的单总线器件进行ID识别，然后确定要操作的单总线器件并匹配其ID号，最后通过读写指令对其进行操作。这样，便能保证所有单总线上各点与主机之间通讯畅通无阻、准确无误。4、单总线器件DS18B20的相关知识
1）DS18B20基本知识
DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，线路简单，在一根通信线可以挂很多这样的数字温度字温度传感器，十分方便。（1）DS18B20产品的特点

a、只要求一个端口即可实现通信。
b、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
c、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
d、测量温度范围在－55℃到＋125℃之间。
e、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
f、内部有温度上、下限告警设置。（2）、DS18B20的引脚介绍
TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图

DS18B20的引脚排列图
其引脚功能如下
GND：信号地
DQ：数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。
VDD：可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。2）DS18B20的读写方法

由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求，DS18B20
有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。（1）DS18B20的复位时序

所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。 （2）DS18B20的读数据时序
对于DS18B20，数据的读取时序可分为读0和读1两个过程。DS18B20的读时序是从主机把单总线拉低之后，在15us之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。下图为DS18B20的读取数据时序图。 （3）DS18B20的写数据时序
DS18B20的写数据时序同样可以分为写0和写1两个过程，但在时序操作上与读取数据时序有所不同。当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，