导读：《蓝桥杯单片机组》专栏文章是博主2018年参加蓝桥杯的单片机组比赛所做的学习笔记，在当年的比赛中，博主是获得了省赛一等奖，国赛二等奖的成绩。成绩虽谈不上最好，但至少问心无愧。如今2021年回头再看该系列文章，仍然感触颇多。为了能更好地帮助到单片机初学者，今年特地抽出时间对当年的文章逻辑和结构进行重构，以达到初学者快速上手的目的。需要指出的是，由于本人水平有限，如有错误还请读者指出，非常感谢。那么，接下来让我们一起开始愉快的学习吧。
上一节我们通过PCF8591这个期间入门学习了ADC相关知识，本篇博文我们继续再来学习一下一个常见的温度传感器模块，它使用的通信协议是DS18B20，话不多说，开搞。程序代码可到Github下载<传送门>。
一、基础理论
注意：18B20对时序要求严格，不可被中断打断！一旦打断会出现乱码，显示的温度是乱码。所以切记，操作的时候关EA ！
2018年3月30日更：中午吃完饭仔细想想这个里面还是有问题的，关了中断意味着我们的实时任务处理不了了！可能导致部分功能就没法实现了！既然现在面临的问题是：温度显示是乱码。那再想一下，原因还是我们直接从18b20读然后直接实时显示导致的，那我们不实时显示，而是放到缓冲区里面。然后对温度进行合法性检验再从缓冲区里读出显示不也可以嘛！
注意最下面程序中的软件延时操作技巧，IT单片机和12T单片机，关于nop延时，可以看这里。<传送门>
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一共 2 个字节，LSB 是低字节，MSB 是高字节，其中 MSb 是字节的高位，LSb 是字节的低位。可以看出来，二进制数字，每一位代表的温度的含义，都表示出来了。其中 S表示的是符号位，低 11 位都是 2 的幂，用来表示最终的温度。DS18B20 的温度测量范围是从-55 度到+125 度，而温度数据的表现形式，有正负温度，寄存器中每个数字如同卡尺的刻度一样分布。
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二进制数字最低位变化 1，代表温度变化 0.0625 度的映射关系。当 0 度的时候，那就是0x0000，当温度 125 度的时候，对应十六进制是 0x07D0，当温度是零下 55 度的时候，对应的数字是 0xFC90。反过来说，当数字是 0x0001 的时候，那温度就是 0.0625 度了。
对应的协议为 1-wire!!!
1.1、初始化
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和 I 2 C 的寻址类似，1-Wire 总线开始也需要检测这条总线上是否存在 DS18B20 这个器件。如果这条总线上存在 DS18B20，总线会根据时序要求返回一个低电平脉冲，如果不存在的话，也就不会返回脉冲，即总线保持为高电平，所以习惯上称之为检测存在脉冲。
存在脉冲检测过程，首先单片机要拉低这个引脚，持续大概 480us 到 960us 之间的时间即可，我们的程序中持续了 500us。然后，单片机释放总线，就是给高电平，DS18B20 等待大概 15 到 60us 后，会主动拉低这个引脚大概是 60 到 240us，而后 DS18B20 会主动释放总线，这样 IO 口会被上拉电阻自动拉高。
由于 DS18B20 时序要求非常严格，所以在操作时序的时候，为了防止中断干扰总线时序，先关闭总中断。然后第一步，拉低 DS18B20 这个引脚，持续 500us；第二步，IO释放总线，延时 60us；第三步，读取存在脉冲，并且等待存在脉冲结束。
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1.2、ROM 操作指令
总线上可以挂多个器件，通过不同的器件地址来访问不同的器件。同样，1-Wire 总线也可以挂多个器件，但是它只有一条线，如何区分不同的器件呢？
在每个 DS18B20 内部都有一个唯一的 64 位长的序列号，这个序列号值就存在 DS18B20内部的 ROM 中。开始的 8 位是产品类型编码（DS18B20 是 0x10），接着的 48 位是每个器件唯一的序号，最后的 8 位是 CRC 校验码。DS18B20 可以引出去很长的线，最长可以到几十米，测不同位置的温度。单片机可以通过和DS18B20 之间的通信，获取每个传感器所采集到的温度信息，也可以同时给所有的 DS18B20 发送一些指令。
Skip ROM（跳过 ROM）：0xCC。当总线上只有一个器件的时候，可以跳过 ROM，不进行 ROM 检测。
1.3、RAM 存储器操作指令
RAM 读取指令,常用的就两条
Read Scratchpad（读暂存寄存器）：0xBEDS18B20 的温度数据是 2 个字节，我们读取数据的时候，先读取到的低位，然后才是高位！
Convert Temperature（启动温度转换）：0x44当我们发送一个启动温度转换的指令后，DS18B20 开始进行转换。从转换开始到获取温度，DS18B20 是需要时间的，而这个时间长短取决于 DS18B20 的精度。前边说 DS18B20 最高可以用 12 位来存储温度，但是也可以用 11 位，10 位和 9 位一共四种格式。位数越高，精度越高，9 位模式最低位变化 1 个数字温度变化 0.5 度，同时转换速度也要快一些。
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其中寄存器 R1 和 R0 决定了转换的位数，出厂默认值就 11，也就是 12 位表示温度，最大的转换时间是 750ms。当启动转换后，至少要再等 750ms 之后才能读取温度，否则读到的温度有可能是错误的值。
1.4、DS18B20 的位读写时序
写相关
当要给 DS18B20 写入 0 的时候，单片机直接将引脚拉低，持续时间大于 60us 小于 120us就可以了。图上显示的意思是，单片机先拉低 15us 之后，DS18B20 会在从 15us 到 60us 之间的时间来读取这一位，DS18B20 最早会在 15us 的时刻读取，典型值是在 30us 的时刻读取，最多不会超过 60us，DS18B20 必然读取完毕，所以持续时间超过 60us 即可。
当要给 DS18B20 写入 1 的时候，单片机先将这个引脚拉低，拉低时间大于 1us，然后马上释放总线，即拉高引脚，并且持续时间也要大于 60us。和写 0 类似的是，DS18B20 会在15us 到 60us 之间来读取这个 1
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读相关
当要读取 DS18B20 的数据的时候，我们的单片机首先要拉低这个引脚，并且至少保持1us 的时间，然后释放引脚，释放完毕后要尽快读取。从拉低这个引脚到读取引脚状态，不能超过 15us。大家从图 16-18 可以看出来，主机采样时间，也就是 MASTER SAMPLES，是在 15us 之内必须完成的。
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常用的带小数的数据处理方法有两种，一种是定义成浮点型直接处理，第二种是定义成整型，然后把小数和整数部分分离出来，在合适的位置点上小数点即可。
特别强调：DS18B20 的时序比较严格，写的过程中最好不要有中断打断，但是在两个“位”之间的间隔，是大于 1 小于无穷的，那在这个时间段，我们是可以开中断来处理其它程序的。
二、动手实验
贴出DS18B20的底层代码...
#include "config.h"void Delay(u8 us){ do{ _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); }while(--us);}bit Get18B20Ack(){ bit ack; DS18B20_IO = 0; Delay(250); Delay(250); DS18B20_IO = 1; Delay(60); ack = DS18B20_IO; while(!DS18B20_IO); return ack; }void DS18B20Write(u8 dat){ u8 mask; for(mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) { DS18B20_IO = 0; Delay(2); if(dat&mask) { DS18B20_IO = 1; } else { DS18B20_IO = 0; } Delay(60); DS18B20_IO = 1; }}u8 DS18B20Read(){ u8 mask, dat=0; for(mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) { DS18B20_IO = 0; Delay(2); DS18B20_IO = 1; Delay(2); if(DS18B20_IO) { dat |= mask; } Delay(60); } return dat; }bit Start18B20(){ bit ack; ack = Get18B20Ack(); if(ack == 0) { DS18B20Write(0xCC); DS18B20Write(0x44); } return ~ack;}bit Get18B20Temp(int *temp){ bit ack; u8 LSB, MSB; ack = Get18B20Ack(); if(ack == 0) { DS18B20Write(0xCC); DS18B20Write(0xBE); LSB = DS18B20Read(); MSB = DS18B20Read(); *temp = ((u16)MSB<<8) + LSB; } return ~ack;} 后记
如果想实现，显示小数点后×位，也是可以的。 小数在数码管上的处理，两种思路：
- 统一定义为整型，最后再加小数点。
- 还有一种是定义为浮点型，然后扩大相应的倍数再加小数点。（emmm,,,好像一样。^_^）
这里说一种自己的实现：通过datasheet其实是可以知道它的精度是0.0625的，然后我们如果想取到小数点后两位的话，其实算出来的整数后乘以6.25就行。
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小结：本篇文章主要介绍了单片机学习中的一个重要模块：DS18B20。在该部分学习中并没有什么太难的知识点，反而是一些技巧性的东西比较多，这个多多总结就可以了。
希望大家多多支持我的原创文章。如有错误，请大家及时指正，非常感谢。