【单总线与DS18B20总结和代码实现】

news2024/11/29 4:35:10

单总线介绍与总结

  • 单总线介绍
  • 单总线时序图
  • DS18B20的操作流程
  • 代码 读温度
    • 代码思路
    • 代码实现

单总线介绍

单总线介绍
单总线应用案例：Ds18B20、温湿度传感器用到的就是这个，这里Ds18B20从当的角色是从机部分，而开发板充当的部分人是主机部分。
Ds18B20内部结构图
在这里插入图片描述
Ds18B30存储器结构
在这里插入图片描述

单总线的电路规范在这里插入图片描述
从上图可知 单总线的电路规范和IIC有很大的相似之处，也可以想象为上篇文章中拉杆子的案例。想输出0 就把杆子拉下来 1的话就释放杆子。
上图第一个是非寄生供电的模式，第二个他图是寄生的供电模式。

单总线时序图

开始初始化
初始化

注意这里从机应答需要有返回值来确定从机的应答的，并且从机拉低也是自动完成的，我们不需要在代码里面释放从机，我们写的代码是针对主机而言的。

发送时序图 （一位）

发送时序图

接收时序图 （一位）
在这里插入图片描述

发送与接收一个字节 8位
发送与接收8位

DS18B20的操作流程

在这里插入图片描述
读=接收 写=发送 DS18B20数据发送执行

在这里插入图片描述
注意: 跳过ROM必须只有一个设备时才可以跳过设备。
温度是两个字节组成的吧。
R:Temperature LSB 温度的低八位 一个字节
R:Temperature MSB 温度的高八位 一个字节

温度存储格式
DS18B20存储格式

代码 读温度

代码思路

在这里插入图片描述

代码实现

oneWire.c

#include <REGX52.H>

sbit oneWire_DQ=P3^7;
//AT89C52开发板

/**
  * @brief  oneWire单总线初始化  
  * @param  无 
  * @retval ackBit 从机的响应，0代表响应，1代表不响应   
  */
unsigned char oneWire_init()
{
    unsigned char i;
    unsigned char ackBit;
	//以下时序图均看自己总结的csdn
	oneWire_DQ=1;
	oneWire_DQ=0;
	i = 247;while (--i); //延时 500us 在STC-ISP软件 软件延时里设置 @12MHZ,Y1 
	oneWire_DQ=1;
	//等待的这15-60里主机不用操作，从机会在释放总线的15-60内响应主机发出应答位，
	//持续60-240，也就是说从机最慢最慢60之后就会发出应答位，所以取70时来读取，这时候到达低电平
	i = 32;while (--i); //延时70us
	//下面看时序图可知 是从机的响应 这里是从机控制， 我们不需要拉低或者释放	，交给从机自己释放
	ackBit=oneWire_DQ;//得到从机响应
	i = 247;while (--i); //延时 500us ，理论延时 60~240us  但是可以多延时一会，从机自动释放
	return ackBit;//返回应答位
}



/**
  * @brief  oneWire发送一位数据  
  * @param  Bit 一位数据
  * @retval 无  
  */
void oneWire_sendBit(unsigned char Bit)
{
	unsigned char i;
	oneWire_DQ=0;//由于执行过 init()函数后 oneWire_DQ=1了 此时直接拉低即可 当然也可以先置1然后再置0
	i = 4;while (--i);//延时10us 这里和时序图不太一样。这样写可以省去if判（Bit为0和1时）
	// 延时10us后让bit直接给DQ，如果bit是0，则在10us后仍然是0，之后再延时 50us 也就达到了60~120us的范围了
	//如果此时参数Bit=1，那么由时序图可知 在1~15us内需要拉低。执行此函数第一句DQ=0，
	//然后延时了10us,也在1~15us内，然后使得DQ=Bit，
	//此时DQ=1，相当于释放了，之后和0时一样再延时50us 满足时间切片为60us
	oneWire_DQ=Bit;//为bit1时代表释放 bit为0时oneWire_DQ继续为0
	i = 24;while (--i);//延时50us
	oneWire_DQ=1;//bit为0的释放,bit为1的保持高点电平不变
	
}


/**
  * @brief  oneWire接收一位数据 
  * @param  无 
  * @retval Bit 接收来自从机的一位数据   
  */
unsigned char oneWire_receiveBit(void)
{
	unsigned char i;
	unsigned char Bit;
	
	//主机先拉低
    oneWire_DQ=0;
    //规定在1~15us内拉低电平 这里在5us	
	i = 2;while (--i);//延时5us
	//释放电平 主动权交给从机
	 oneWire_DQ=1;
	i = 2;while (--i);//延时5us
	//读取从机的电平
	Bit= oneWire_DQ;
	i = 24;while (--i);//延时50us走完时间片
	return Bit;
}

/**
  * @brief  发送一个字节 8位数据 
  * @param  byte 要发送的字节数据 
  * @retval 无  
  */
void oneWire_sendByte(unsigned char byte)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		oneWire_sendBit(byte&(0x01<<i));//这里解释下：发送一个字节 8位 调用上面的8次发送一位的函数
		//因为从低到高，一位一位的取，故而byte&(0x01<<i)
		//假如byte是0x55，则即是 0101 0101 ，&上0x01 也即是 0101 0101 & 0000 0001 =00000001第一位1便取出来了
		//若想取出低四位的第二位，0101 0101 & 0x02=0101 0101 & 0000 0010 =0000 0000第二位便是0
		//如此循环八次便取出来了 八位数据
	}
}

/**
  * @brief  oneWire接收一个字节 8位数据 
  * @param  无 
  * @retval byte 主机接收来自从机的一个字节的数据   
  */
unsigned char oneWire_receiveByte()
{
	unsigned char i,Data;
	unsigned char byte=0x00;//提前将byte=0x00,初始化
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		Data=oneWire_receiveBit();//假如完整的八位数据的Data是 0x52,也即是 0101 0010
		if(Data) //如果接收到的是1才进入if判断
		{
			byte=byte | (0x01<<i); 
			//i =0 时 Data位0x52 取最低位为 0，此时Data为0 ，不进入循环，此时byte=0x00
			//i =1 时，取Data低二位为 1，此时 此时因为Data是1，进入if，byte= 0x00 |(0x01<<1)= 0x00 | 0x02=0000 0000 | 0000 0010 =0000 0010
			//i =2 时，Data为0，不进入循环，此时，byte仍为0000 0010
			//i =3 时，Data也是0 同上
			//i =4 时，Data为1，进入if byte=0000 0010 , 0x01<<4= 0001 0000 ,byte|0x10,也即是 0000 0010 | 0001 0000=0001 0010
			//i =5 时，Data为0,byte仍保持上面的值
			//i =6 时，Data=1，再次进入if,byte=0001 0010 ,0x01<<6= 0100 0000=0x40 ,byte|0x40=0101 0010
			//i =7 时，不进入循环，继续保持0
			//结束后 byte的值就是八位的Data，也就和oneWire_receiveBit()的值一样了
		}
	}
	return byte;//把数据返回出去
}

DS18B20.c

#include <REGX52.H>
#include "oneWire.h"//引入oneWire
#define ds18B20_skipRom        0xcc //跳过rom指令
#define ds18B20_convertT       0x44 //温度转化
#define ds18B20_readScratchpad 0xBE //读暂存器

/**
  * @brief  DS18B20开始温度变换
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void ds18B20_convertTemp()
{
	oneWire_init();//先进性初始化，观察上面的时序图
	oneWire_sendByte(ds18B20_skipRom);//跳过rom,发送一个字节
	oneWire_sendByte(ds18B20_convertT);
}

/**
  * @brief  DS18B20开始读取温度
  * @param  无
  * @retval 返回真实温度 小数点四位
  */
float ds18B20_readTemp()
{	int temp;//临时变量存温度
	float T;//存真正的温度
	unsigned char TLSB,TMSB;//观察上图可知 此处读的是温度 温度是由 TLSB 和TMSB组成
	oneWire_init();//初始化 可由上述时序图可知，需要先初始化
	oneWire_sendByte(ds18B20_skipRom);
	oneWire_sendByte(ds18B20_readScratchpad);
	TLSB=oneWire_receiveByte();//接收低字节数据
	TMSB=oneWire_receiveByte();//接收高字节数据
	temp=(TMSB<<8) | TLSB;	
	//这里先把整体转为int类型，再把TMSB向左移八位，再放或上 TLSB，例如TMSB是11111001，TLSB为 1000 1100，
	//TMSB<<8=11111001<<8=11111001 00000000 再或上TLSB 1000 1100=11111001 1000 1100
	//变为16位数据，但注意，上图TLSB中后四位是小数，转化为int后，小数部分就被转化了，最低位就变成了2^0的那位了，没有小数了
    //这时候需要把数据再转为带小数的
	T=temp/16.0; //2^4  右移4位把小数的数据拿回来
	return T;//返回真实带有1小数点的温度
}

LCD1602.c

#include <REGX52.H>

//引脚配置：
sbit LCD_RS=P2^6;
sbit LCD_RW=P2^5;
sbit LCD_EN=P2^7;
#define LCD_DataPort P0

//函数定义：
/**
  * @brief  LCD1602延时函数，12MHz调用可延时1ms
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void LCD_Delay()
{
	unsigned char i, j;

	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}

/**
  * @brief  LCD1602写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
void LCD_WriteCommand(unsigned char Command)
{
	LCD_RS=0;
	LCD_RW=0;
	LCD_DataPort=Command;
	LCD_EN=1;
	LCD_Delay();
	LCD_EN=0;
	LCD_Delay();
}

/**
  * @brief  LCD1602写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 无
  */
void LCD_WriteData(unsigned char Data)
{
	LCD_RS=1;
	LCD_RW=0;
	LCD_DataPort=Data;
	LCD_EN=1;
	LCD_Delay();
	LCD_EN=0;
	LCD_Delay();
}

/**
  * @brief  LCD1602设置光标位置
  * @param  Line 行位置，范围：1~2
  * @param  Column 列位置，范围：1~16
  * @retval 无
  */
void LCD_SetCursor(unsigned char Line,unsigned char Column)
{
	if(Line==1)
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1));
	}
	else if(Line==2)
	{
		LCD_WriteCommand(0x80|(Column-1+0x40));
	}
}

/**
  * @brief  LCD1602初始化函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void LCD_Init()
{
	LCD_WriteCommand(0x38);//八位数据接口，两行显示，5*7点阵
	LCD_WriteCommand(0x0c);//显示开，光标关，闪烁关
	LCD_WriteCommand(0x06);//数据读写操作后，光标自动加一，画面不动
	LCD_WriteCommand(0x01);//光标复位，清屏
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置上显示一个字符
  * @param  Line 行位置，范围：1~2
  * @param  Column 列位置，范围：1~16
  * @param  Char 要显示的字符
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowChar(unsigned char Line,unsigned char Column,char Char)
{
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	LCD_WriteData(Char);
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始显示所给字符串
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  String 要显示的字符串
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowString(unsigned char Line,unsigned char Column,char *String)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=0;String[i]!='\0';i++)
	{
		LCD_WriteData(String[i]);
	}
}

/**
  * @brief  返回值=X的Y次方
  */
int LCD_Pow(int X,int Y)
{
	unsigned char i;
	int Result=1;
	for(i=0;i<Y;i++)
	{
		Result*=X;
	}
	return Result;
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~65535
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~5
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以有符号十进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：-32768~32767
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~5
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowSignedNum(unsigned char Line,unsigned char Column,int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	unsigned int Number1;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	if(Number>=0)
	{
		LCD_WriteData('+');
		Number1=Number;
	}
	else
	{
		LCD_WriteData('-');
		Number1=-Number;
	}
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData(Number1/LCD_Pow(10,i-1)%10+'0');
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以十六进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFF
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~4
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowHexNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i,SingleNumber;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		SingleNumber=Number/LCD_Pow(16,i-1)%16;
		if(SingleNumber<10)
		{
			LCD_WriteData(SingleNumber+'0');
		}
		else
		{
			LCD_WriteData(SingleNumber-10+'A');
		}
	}
}

/**
  * @brief  在LCD1602指定位置开始以二进制显示所给数字
  * @param  Line 起始行位置，范围：1~2
  * @param  Column 起始列位置，范围：1~16
  * @param  Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
  * @param  Length 要显示数字的长度，范围：1~16
  * @retval 无
  */
void LCD_ShowBinNum(unsigned char Line,unsigned char Column,unsigned int Number,unsigned char Length)
{
	unsigned char i;
	LCD_SetCursor(Line,Column);
	for(i=Length;i>0;i--)
	{
		LCD_WriteData(Number/LCD_Pow(2,i-1)%2+'0');
	}
}

main.c

#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "oneWire.h"
#include "DS18B20.h"
#include "delayXms.h"
float T;
void main()
{
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Temperature:");
	//ack=oneWire_init();
	//LCD_ShowNum(2,1,ack,3);//拔掉ds18b20断电重启显示 1 未应答，插上后断电重启显示0 代表应答成功
	ds18B20_convertTemp();
	delayXms(1000);
	while(1)
	{
	     ds18B20_convertTemp();//先转换温度
		 T= ds18B20_readTemp();
		if(T<0)//如果温度是负数
		{
			LCD_ShowChar(2,1,'-');//显负号
			T=-T;//把负数的温度转为正数
		}
		else
		{
			LCD_ShowChar(2,1,'+');
		}
		LCD_ShowNum(2,2,T,3);
		LCD_ShowChar(2,5,'.');//小数点
		LCD_ShowNum(2,6,(unsigned long)(T*10000)%10000,4);//因为不能取小数 故而先降温度*10000再对10000取余数便得到了小数
		//由因为*10000后数据超过范围 故而强制类型转为 unsigned long类型
		
	}
}

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包含功能&#xff1a; 包含 获取当前画板的截图、设置画笔样式、获取画笔样式、设置画笔宽度、获取画笔宽度、设置画笔颜色、获取画笔颜色、加载图片、获取图片位图对象、设置图片位图对象&#xff0c;并在画布上绘制图片、撤销上一步操作、重做上一步撤销的操作、清空所有绘图…
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.net和jar包windows服务部署

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一.NetCore 1.创建启动脚本run_instal.bat,例如程序文件为ApiDoc.exe set serviceName"Apidoc Web 01" set serviceFilePath%~dp0ApiDoc.exe set serviceDescription"ApiDoc 动态接口服务 web 01"sc create %serviceName% BinPath%serviceFilePath% sc c…
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TiDB 在医疗保障信息平台的应用实践

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文章介绍了 TiDB 在医疗保障信息平台中的应用。东软医保云应用管理平台通过与 TiDB 联合&#xff0c;成功满足了医疗保障业务中高并发、实时性和复杂查询的要求。在某地市医疗保障信息平台的实践中&#xff0c;TiDB 分布式数据库有效实现了在线交易和实时分析服务&#xff0c;日…
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