DS18B20读写时序分析.doc

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（presence pulse）。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480s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，5k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5k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*/void Delayxus_DS18B20(unsigned int t)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:0x0031 7F01 MOV R7,#0x01C:0x0033 7E00 MOV R6,#0x00C:0x0035 1206A6 LCALL delayxus(C:06A6)38: void Delayxus_DS18B20（unsigned int t)39: 40: for(t;t0;t-)C:0x06A6 D3 SETB CC:0x06A7 EF MOV A,R7C:0x06A8 9400 SUBB A,#0x00C:0x06AA EE MOV A,R6C:0x06AB 9400 SUBB A,#0x00C:0x06AD 400B JC C:06BA41: 42: _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();C:0x06AF 00 NOPC:0x06B0 00 NOPC:0x06B1 00 NOPC:0x06B2 00 NOP43: C:0x06B3 EF MOV A,R7C:0x06B4 1F DEC R7C:0x06B5 70EF JNZ Delayxus_DS18B20 (C:06A6)C:0x06B7 1E DEC R6C:0x06B8 80EC SJMP Delayxus_DS18B20 (C:06A6)44: _nop_(); _nop_();C:0x06BA 00 NOPC:0x06BB 00 NOP45: C:0x06BC 22 RET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*/bit RST_DS18B20()bit ret=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1560us，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15s内释放总线。在总线被释放后，由于5k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60s)。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*/void WR_Bit(bit i)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*/void WR_Byte(unsigned char dat)unsigned char i=0;while(i+=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E 2B8h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15s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15s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15s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：bit i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*/unsigned char Read_Bit()unsigned char ret;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7 us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return ret; /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*/unsigned char Read_Byte()unsigned char i;unsigned char dat=0;for(i=0;i=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*/void Start_DS18B20()DQ=1;RST_DS18B20();WR_Byte(0xcc);/ skipWR_Byte(0x44);/启动温度转换/*函数：Read_Tem功能：读取温度参数：无返回：int型温度数据，高八位为高八位温度数据，低八位为低八位温度数据说明： 复位后写BE命令*/int Read_Tem()int tem=0;RST_DS18B20();WR_Byte(0xcc);/ skipWR_Byte(0xbe);/发出读取命令tem