1-Wire總線與DS18B20應用仿真

　　1-Wire總線的基本通信協議

　　作為一種單主機多從機的總線系統，在一條1-Wire總線上可掛接的從器件數量幾乎不受限制。為了不引起邏輯上的沖突，所有從器件的1- Wire總線接口都是漏極開路的，因此在使用時必須對總線外加上拉電阻（一般取5kΩ左右）。主機對1-Wire總線的基本操作分為復位、讀和寫三種，其中所有的讀寫操作均為低位在前高位在后。復位、讀和寫是1-Wire總線通信的基礎，下面通過具體程序詳細介紹這3種操作的時序要求。（程序中DQ代表1 -Wire總線，定義為P1.0，uchar定義為unsigned char）

　　1 1-Wire總線的復位

　　復位是1-Wire總線通信中最為重要的一種操作，在每次總線通信之前主機必須首先發送復位信號。如程序1.1所示，產生復位信號時主機首先將總線拉低480～960μs然后釋放，由于上拉電阻的存在，此時總線變為高電平。1-Wire總線器件在接收到有效跳變的15～60μs內會將總線拉低60～240μs，在此期間主機可以通過對DQ采樣來判斷是否有從器件掛接在當前總線上。函數Reset（）的返回值為0表示有器件掛接在總線上，返回值為1表示沒有器件掛接在總線上。

　　程序1.1 總線復位

　　uchar Reset(void)
　　{
　　　uchar tdq;
　　　DQ=0;  //主機拉低總線
　　　delay480μs(); //等待480μs
　　　DQ=1; //主機釋放總線
　　　delay60μs();  //等待60μs
　　　tdq=DQ;  //主機對總線采樣
　　　delay480μs();  //等待復位結束
　　　return tdq;  //返回采樣值
　　}

　　2 1-Wire總線的寫操作

　　由于只有一條I/O線，主機1-Wire總線的寫操作只能逐位進行，連續寫8次即可寫入總線一個字節。如程序1.2所示，當MCS-51單片機的時鐘頻率為12MHz時，程序中的語句_nop_();可以產生1μs的延時，調用此函數時需包含頭文件“intrins.h”。向1-Wire總線寫1bit至少需要60μs，同時還要保證兩次連續的寫操作有1μs以上的間隔。若待寫位wbit為0則主機拉低總線60μs然后釋放，寫0操作完成。若待寫位wbit為1，則主機拉低總線并在1～15μs內釋放，然后等待60μs，寫1操作完成。

　　程序1.2 向總線寫1bit

　　void Writebit(uchar wbit)
　　{
 　　_nop_();
　　//保證兩次寫操作間隔1μs以上
 　　DQ=0;
　　 _nop_();
　　//保證主機拉低總線1μs以上
　　 if(wbit)
 　　{            
　　//向總線寫1
　　 DQ=1;
　　delay60μs();
　　 }
　　 else
　　 {            
　　//向總線寫0
　　 delay60μs();
　　 DQ=1;
　　　}
　　}

　　3 1-Wire總線的讀操作

　　與寫操作類似，主機對1-Wire總線的讀操作也只能逐位進行，連續讀8次，即可讀入主機一個字節。從1-Wire總線讀取1bit同樣至少需要60μs，同時也要保證兩次連續的讀操作間隔1μs以上。如程序1.3所示，從總線讀數據時，主機首先拉低總線1μs以上然后釋放，在釋放總線后的 1～15μs內主機對總線的采樣值即為讀取到的數據。

　　程序1.3 從總線讀1bit

　　uchar Readbit()
　　{
　　 uchar tdq;
　　 _nop_();
　　//保證兩次連續寫操作間隔1μs以上
　　 DQ=0;
　　 _nop_(); 
　　//保證拉低總線的時間不少于1μs
　　 DQ=1;
　　 _nop_();
　　 tdq=DQ; 
　　//主機對總線采樣
　　 delay60μs();
　　//等待讀操作結束
　　 return tdq;
　　//返回讀取到的數據
　　}

　　數字溫度傳感器DS18B20