分布式測溫中傳感器時序與溫度讀取研究

圖3 數字溫度傳感器寫時序

寫一位程序如下所示。程序中DAT為I/O口P1.0。
WIR11: SETB DAT ; 拉高電平
MOV R4, #5
NOP
CLR DAT ; 高電平持續2us后拉低
WIR12: DJNZ R4, WIR12 ; 等待10微秒
MOV DAT, C ; 發送1位
MOV R4, #23
WIR13: DJNZ R4, WIR13 ; 保證寫時間大于60us
SETB DAT
RET

2．3 溫度傳感器讀時序
DS18B20只有在檢測到主設備啟動讀時序后才向主設備傳輸數據。所以一般在主設備發送了讀數據命令后，必須馬上產生讀時序，以便DS18B20能夠傳輸數據。所有的讀時序都至少需要60μS，且在兩次獨立的讀時序之間至少需要1μS的恢復時間。每個讀時序都由主設備發起，先使數據線為高電平，然后拉低數據線至少1μS，再釋放數據線。在主設備發出讀時序之后，DS18B20開始在數據線上發送數據0或1。若其發送1，則保持數據線為高電平。若發送0，則DS18B20拉低數據線，在該時序結束后釋放數據線。DS18B20發出的數據在起始時序之后15μS內保證可靠有效。因而主設備在讀時序期間必須釋放數據線，并且要在時序開始后的15μS之內讀取數據線狀態。寫時序如圖4所示。

圖4 數字溫度傳感器讀時序

讀一位程序如下所示：
RE11: SETB DAT ; 使數據線為高電平
NOP
NOP
CLR DAT ; 高電平持續2us后拉低數據線
MOV R4, #4
NOP ; 持續低電平2us
SETB DAT ; 釋放數據線
RE12: DJNZ R4, RE12 ; 等待8us
MOV C, DAT ; 讀入一位
MOV R5, #28
RE13: DJNZ R5, RE13 ; 保證一個讀周期持續60us
SETB DAT ; 使數據線為高電平
RET

3．初始化以及讀寫時序應用
3．1 溫度采集程序設計
單總線數字溫度傳感器DS18B20要完成溫度的采集需要按順序完成如下幾個步驟：初始化、跳過ROM匹配、啟動轉換、等待轉換完成、初始化、匹配ROM、讀便箋式存儲器、CRC校驗、溫度格式轉換、保存溫度值以及顯示等其他處理。按照此步驟，程序設計時首先就要按照初始化時序執行2.1所介紹的初始化程序INI10，其次要將跳過ROM匹配命令（代碼為CCH）寫入到DS18B20中，此時需根據2.2所介紹的數字溫度傳感器寫時序編寫對DS18B20一個寫入字節程序WRITE，將跳過ROM匹配命令寫入DS18B20。為了完成溫度啟動轉換，需要將啟動轉換命令寫入DS18B20中。用延時750ms等待轉換完成。隨后再按照初始化時序執行本文中2.1所介紹的初始化程序INI10，用寫入一個字節程序將匹配ROM命令（代碼為55H）寫入到DS18B20中。為了完成讀便箋式存儲器操作，需要先結合數字溫度傳感器寫時序將讀便箋式存儲器命令（代碼為BEH）寫入到DS18B20中，再用溫度傳感器讀時序編寫的讀一個字節程序READ，連續讀取DS18B20便箋式存儲器中9個字節的內容。由此可見，要想實現溫度正確采集，需要結合上述所介紹的初始化時序、溫度傳感器寫時序和溫度傳感器讀時序，才可以將所需的命令寫入與讀出。完成溫度的正確讀取。

3．2 溫度傳感器序列號讀取程序設計
每個單總線數字溫度傳感器DS18B20出廠時都有唯一的一個64位序列號，在使用溫度傳感器之前，需事先將每個溫度傳感器逐一掛接在I/O口如P1.0上，再讀取溫度傳感器的序列號。當I/O口上掛接一個溫度傳感器DS18B20時，可以用讀ROM命令完成64位序列號的讀取。程序設計思路是首先將讀ROM命令（代碼為33H）送入累加器A中，隨后調用寫入一個字節程序WRITE，然后調用讀64位序列號程序DXLH。在寫入一個字節程序WRITE中，置循環次數為8，再調用寫入一位子程序，嚴格按照時序關系，執行傳感器寫時序，循環8次寫完一個字節。在讀64位序列號程序DXLH中，置內部RAM首地址為30H，置循環次數為8，調用讀一個字節程序READ，將讀取數據存放在內部RAM中。循環8次讀完8個字節即64位序列號。讀出的64位序列號將存放到內部RAM 30H ~ 37H單元中。讀一個字節程序READ如下所示。