在實(shí)際情況中很多傳感器并不會(huì)用到很復(fù)雜的通信協(xié)議，反而簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制能夠大大節(jié)省成本且滿足實(shí)際需要。紅外傳感器和DS18B20是典型的單總線傳感器，本期通過(guò)這兩類(lèi)傳感器的工作原理和操作實(shí)例來(lái)認(rèn)識(shí)單總線。

單總線能夠極大程度節(jié)約管腳資源，只用一根管腳即可進(jìn)行通訊。這種通訊方式在傳感器中運(yùn)用較多，傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)一根數(shù)據(jù)線直接傳到單片機(jī)。

先導(dǎo)知識(shí)：

紅外線經(jīng)常使用在紅外遙控中，可以通過(guò)非接觸的方式來(lái)控制家中的一些電氣設(shè)備，既然可以通過(guò)遙控控制設(shè)備，中間一定存在數(shù)據(jù)傳輸。遙控中的發(fā)射器將內(nèi)部按鍵的數(shù)值和命令通過(guò)紅外線發(fā)射出去，電器中有紅外接收器，接收器接收到后可以解析命令進(jìn)行不同的動(dòng)作。

紅外線是光的一種，光的本質(zhì)是電磁波，其傳播本質(zhì)上是一種粒子振動(dòng)。廣義上，光是指所有的電磁波譜。狹義上的光是人類(lèi)眼睛可以看見(jiàn)的一種電磁波，也稱(chēng)可見(jiàn)光。

1.光的波長(zhǎng)：是指波在一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)傳播的距離。光的波長(zhǎng)由光的頻率以及傳播的介質(zhì)決定，光通過(guò)不同介質(zhì)的時(shí)候，頻率不變而波長(zhǎng)發(fā)生改變。

2.光的顏色：是由它的波長(zhǎng)來(lái)決定的，各種顏色有各自的波長(zhǎng)，人的眼睛能看到的可見(jiàn)光按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。紅光到紫光，波長(zhǎng)逐漸變小，紅外線是比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的非可見(jiàn)光。

高于絕對(duì)零度（-273.15℃）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線?，F(xiàn)代物理學(xué)稱(chēng)之為熱射線。我們把紅光之外的輻射叫做紅外線（紫光之外是紫外線），人的肉眼不可見(jiàn)。

3.無(wú)線遠(yuǎn)程遙控技術(shù)：又稱(chēng)為遙控技術(shù)，是指實(shí)現(xiàn)對(duì)被控目標(biāo)的遙遠(yuǎn)控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

4.紅外遙控：是一種無(wú)線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來(lái)越多的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)和手機(jī)系統(tǒng)中。

5.紅外通訊：就是通過(guò)紅外線傳輸數(shù)據(jù)。發(fā)射器發(fā)出紅外信號(hào)，接收器接收到信號(hào)進(jìn)行解析。

6.紅外遙控器：遙控器是利用一個(gè)紅外發(fā)光二極管，以紅外光為載體來(lái)將按鍵信息傳遞給接收端的設(shè)備。紅外光對(duì)于人眼是不可見(jiàn)的，因此使用紅外遙控器不會(huì)影響人的視覺(jué)（可以打開(kāi)手機(jī)攝像頭，遙控器對(duì)著攝像頭按，可以看到遙控器發(fā)出的紅外光）。

7.信號(hào)調(diào)制：日常生活環(huán)境中有很多紅外光源，太陽(yáng)、蠟燭火光、白熾燈、甚至是我們的身體。這些紅外光源都可能會(huì)對(duì)我們的接收設(shè)備產(chǎn)生干擾，為了屏蔽干擾，只接收有效信息，我們就需要用到調(diào)制。通過(guò)調(diào)制我們可以把指定的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為特定頻率的紅外光進(jìn)行發(fā)送，調(diào)制載波頻率一般在30khz到60khz之間，大多數(shù)使用的是38kHz。

8.紅外接受器：紅外線接收器是一種可以接收紅外信號(hào)并能獨(dú)立完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號(hào)兼容的器件，體積和普通的塑封三極管差不多，適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。

9.信號(hào)解調(diào)：解調(diào)就是將模擬信號(hào)（光信號(hào)）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。紅外接收器接收到外部發(fā)射器傳過(guò)來(lái)的紅外信號(hào)后，會(huì)按照固定的協(xié)議去解析信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。

NEC協(xié)議詳解：

NEC協(xié)議是典型的紅外協(xié)議，其實(shí)紅外協(xié)議有很多，如ITT、NRC17(Nokia)、Sharp等，NEC協(xié)議使用的最多的一種。在傳出過(guò)程中主要傳輸8 位地址碼和8 位命令碼，地址碼主要標(biāo)識(shí)遙控可以解析的設(shè)備，不同的遙控器控制不同的設(shè)備，不同發(fā)命令碼對(duì)應(yīng)不同的按鍵；該協(xié)議會(huì)完整發(fā)射兩次地址碼（第一次地址碼，第二次是地址反碼，這里起到了一個(gè)校驗(yàn)的作用，兩次命令碼同理）和命令碼，以提高可靠性；脈沖時(shí)間長(zhǎng)短可調(diào)制；典型的為38KHz 載波頻率；位時(shí)間 1.12ms（表示邏輯0） 或 2.25ms（表示邏輯1）

紅外遙控實(shí)例講解

電路分析：整個(gè)紅外傳感器只使用PG8與MCU進(jìn)行傳輸

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模喊聪逻b控按鍵，主機(jī)通過(guò)紅外接收器接收到信號(hào)（模擬信號(hào)）并解碼（數(shù)字信號(hào)），識(shí)別出按鍵的命令碼，打印出對(duì)應(yīng)的按鍵符號(hào)

將PG8設(shè)為中斷模式，下降沿和上升沿均可觸發(fā)中斷。第一次檢測(cè)到下降沿后觸發(fā)中斷并檢查是否是下降沿且是否達(dá)到要求的時(shí)長(zhǎng)，如果滿足等待第二次上升沿觸發(fā)，檢查是否是上升沿且是否達(dá)到要求的時(shí)長(zhǎng)。之后的每一個(gè)波形都會(huì)觸發(fā)兩次中斷檢測(cè)時(shí)間，用來(lái)確定是邏輯1還是邏輯0，連續(xù)檢測(cè)64次

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.配置RCC

2.配置PG8為外部中斷模式

3.配置中斷

4.編寫(xiě)代碼

//main.c


int main(void)
{ 
  HAL_Init();




  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();




  /*配置systick為100us中斷一次 */
  /*原來(lái)默認(rèn)是1ms觸發(fā)一次中斷，現(xiàn)在要100us中斷一次*/
  /*所以只需將計(jì)數(shù)值縮小10倍即可，因此除數(shù)值由1000變?yōu)榱?0000 */
  HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/10000);     
  HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);


  printf("nr");
  printf("nr-------------------------------------------------");
  printf("nr FS-STM32開(kāi)發(fā)板 IR紅外接收是u按程序");
  printf("nr 請(qǐng)將紅外接收頭連接到開(kāi)發(fā)板對(duì)應(yīng)的接口");
  printf("nr 然后用紅外遙控進(jìn)行控制，注意串口輸出");
  printf("nr-------------------------------------------------");  
  printf("nr----------------- 協(xié)議如下 ----------------------");
  printf("nr 首先是引導(dǎo)碼：開(kāi)始拉低9ms，接著一個(gè)4.5ms的高脈沖");    
  printf("nr 引導(dǎo)碼的作用是通知接收器準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)");
  printf("nr 引導(dǎo)碼之后是4個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制碼，其中前兩個(gè)字節(jié)是：");
  printf("nr 遙控識(shí)別碼ID，第一個(gè)為正碼，第二個(gè)為反碼,");
  printf("nr 后兩字節(jié)是鍵值，第一個(gè)為正碼，第二個(gè)為反碼.");
  printf("nr 最后有可能持續(xù)按鍵，上述數(shù)據(jù)發(fā)送完后則發(fā)送");
  printf("nr 9ms低，2ms高的脈沖");
  printf("nr---------------- 載波為38kHz --------------------");  
  printf("nr傳輸一個(gè)邏輯1需要2.25ms（560us低電平+1680us高電平）");
  printf("nr傳輸一個(gè)邏輯0需要1.125ms（560us低電平+560us高電平）");
  printf("nr-------------------------------------------------");  
  printf("nr----- 本實(shí)驗(yàn)在中斷中檢測(cè)接收IR紅外線數(shù)據(jù) ------nr");
  while (1)
    {
      Remote_Infrared_KeyDeCode();

    }
}


void HAL_SYSTICK_Callback(void)
{
    if(GlobalTimingDelay100us != 0)
    {
       GlobalTimingDelay100us--;
    }
}


void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    //中斷處理函數(shù)，上升沿和下降沿均可觸發(fā)
    //中斷檢測(cè)時(shí)間用于確定每一個(gè)脈沖代表的含義
    Remote_Infrared_KEY_ISR();
}

//RemoteInfrared.h


#include "stm32f4xx_hal.h"


#defineRemote_Infrared_DAT_INPUT HAL_GPIO_ReadPin(GPIOG, GPIO_PIN_8)


typedef struct _Remote_Infrared_data_struct //定義紅外線接收到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體類(lèi)型
{
    uint8_t bKeyCodeNot; //按鍵的ASIIC碼值——反碼
    uint8_t bKeyCode; //shift鍵按下標(biāo)志
    uint8_t bIDNot; //斷碼標(biāo)志位——反碼
    uint8_t bID; //新鍵標(biāo)志位
}Remote_Infrared_data_struct;


typedef union _Remote_Infrared_data_union //定義紅外線接收到的數(shù)據(jù)聯(lián)合體類(lèi)型
{
    Remote_Infrared_data_struct RemoteInfraredDataStruct; 
    uint32_t uiRemoteInfraredData; 
}Remote_Infrared_data_union;


void Remote_Infrared_KEY_ISR(void);
uint8_t Remote_Infrared_KeyDeCode(void);

//RemoteInfrared.c


#include "RemoteInfrared.h"


#define REPEAT_KEY  0xEE


extern __IO uint32_t GlobalTimingDelay100us;
extern __IO uint32_t GlobalTimingDelay100usTx;




__IO uint32_t FlagGotKey = 0;


__IO Remote_Infrared_data_union RemoteInfrareddata;




/************************************************************************
//紅外處理接收
-------------------------協(xié)議--------------------------
開(kāi)始拉低9ms,接著是一個(gè)4.5ms的高脈沖,通知器件開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)了
接著是發(fā)送4個(gè)8位二進(jìn)制碼,第一二個(gè)是遙控器識(shí)別碼(REMOTE_ID),第一個(gè)為
正碼(0),第二個(gè)為反碼(255),接著兩個(gè)數(shù)據(jù)是鍵值，第一個(gè)為正碼，
第二個(gè)為反碼，發(fā)送完后40ms,遙控器再發(fā)送一個(gè)9ms低,2ms高的脈沖,
表示按鍵的次數(shù)，出現(xiàn)一次則證明只按下了一次，如果出現(xiàn)多次，則可
以認(rèn)為是持續(xù)按下該鍵


*名稱(chēng): Remote_Infrared_KEY_ISR(INT11_vect ) 
*功能: INT0中斷服務(wù)程序       
*參數(shù): 無(wú)          
*返回: 無(wú)                           
*************************************************************************/
// 檢測(cè)脈沖寬度最長(zhǎng)為5ms
const uint32_t TIME_DELAY_6MS = 60;
const uint32_t TIME_DELAY_10MS = 100;


void Remote_Infrared_KEY_ISR(void)
{
      static __IO uint8_t  bBitCounter = 0; //記錄中斷進(jìn)入的次數(shù)
      static __IO uint32_t bKeyCode = 0;
      bBitCounter++;


      if(bBitCounter == 1)  //為1表示第一次進(jìn)來(lái)，就需要檢測(cè)波形
      {
            if(Remote_Infrared_DAT_INPUT) 
            //如果讀管腳是高電平，值為真，則無(wú)效
            //因?yàn)橄冗M(jìn)來(lái)的必須是9ms的低電平
            {
                bBitCounter = 0;
            }
            else
            {
                GlobalTimingDelay100us = TIME_DELAY_10MS;
                //將GlobalTimingDelay100us值設(shè)為100，因?yàn)樵撝得?00us減1
                //100us觸發(fā)一次中斷，減1，從100減到0剛好10ms
                //當(dāng)然正常情況下不會(huì)減到0，因?yàn)?ms左右就會(huì)再次觸發(fā)中斷  
            }
        }
    ·  else if(bBitCounter == 2)   // 4.5ms高脈沖
        {
              if(Remote_Infrared_DAT_INPUT)//高脈沖為真
              {
                  //高脈沖觸發(fā)中斷,先檢查上次GlobalTimingDelay100us剩余值
                  //理想狀態(tài)下為10，當(dāng)然不可能那么精確
                  //若以我們給定了一個(gè)范圍，剩余值在這個(gè)范圍就認(rèn)為滿足時(shí)間
                  if((GlobalTimingDelay100us > 2) && (GlobalTimingDelay100us < 18))
                  {
                      //之后就可以GlobalTimingDelay100us賦新值60檢查高脈沖時(shí)間
                      GlobalTimingDelay100us = TIME_DELAY_6MS;
                  }
                  else
                  { 
                      bBitCounter = 0; 
                      //printf(".");
                  }
              }

              else
              {
                  bBitCounter = 0;            
              }
              }
      else if(bBitCounter == 3)   // 4.5ms的高脈沖
      {
              if(Remote_Infrared_DAT_INPUT)
              {
                  bBitCounter = 0; 
              }
              else
              {    //正常情況下GlobalTimingDelay100us值剩余15
                   //給定范圍是5-20，則滿足4.5ms的高脈沖
                    if((GlobalTimingDelay100us > 5) && (GlobalTimingDelay100us < 20)) //起始碼 4.5ms
                    {
                        //到這里，引導(dǎo)碼(起始碼)滿足條件，正確
                        GlobalTimingDelay100us = TIME_DELAY_6MS;
                    }
                    else if((GlobalTimingDelay100us > 32) && (GlobalTimingDelay100us < 46)) //重復(fù)碼 2.25ms
                    {
                      //范圍在32-46，則高電平滿足了重復(fù)碼的時(shí)間
                      bBitCounter = 0;//自動(dòng)持續(xù)動(dòng)作，進(jìn)入次數(shù)變?yōu)?
                      RemoteInfrareddata.uiRemoteInfraredData = bKeyCode;
                      //RemoteInfrareddata.uiRemoteInfraredData = REPEAT_KEY;
                      bBitCounter = 0;
                      FlagGotKey = 1;
                      }            
                      else
                      {
                        bBitCounter = 0; //既不是起始碼也不是重復(fù)碼，回5到初始值
                        //printf("%d&", GlobalTimingDelay100us);
                      }          
                }
          }    
        else if(bBitCounter > 3 && bBitCounter < 68) //接收32位數(shù)據(jù)，共檢測(cè)64次
        {  
               //在高電平中斷中檢測(cè)低電平是否合格，低電平中斷中檢測(cè)高電平是否合格             
              if(Remote_Infrared_DAT_INPUT)//檢測(cè)數(shù)據(jù)脈沖低電平的時(shí)間
              //不管邏輯0還是邏輯1，前半段脈沖都是560us低電平
              {
                if((GlobalTimingDelay100us > 50) && (GlobalTimingDelay100us < 58))
                {
                    GlobalTimingDelay100us = TIME_DELAY_6MS;//低電平合格，為GlobalTimingDelay100us重新賦值
                }
                  else
                {
                    bBitCounter = 0; 
                    //printf("#");
                }           
            }
              else   //低電平中斷中檢測(cè)高電平
            {
                  if((GlobalTimingDelay100us > 50) && (GlobalTimingDelay100us < 58))       // '0'  0.56ms×óóò
                  {
                    GlobalTimingDelay100us = TIME_DELAY_6MS;
                    bKeyCode < <= 1;  // MSB First 
                    bKeyCode += 0x00;
                  }
                  else if((GlobalTimingDelay100us > 40) && (GlobalTimingDelay100us < 48))  //'1'   1.685ms×óóò
                  {
                    GlobalTimingDelay100us = TIME_DELAY_6MS;            
                    bKeyCode < <= 1;  // MSB First 
                    bKeyCode += 0x01;
                  }              
                  else
                  {
                      bBitCounter = 0; 
                  }  
              }

             if(bBitCounter == 67)
              {
                  RemoteInfrareddata.uiRemoteInfraredData = bKeyCode;
                  bBitCounter = 0;
                  FlagGotKey = 1;
                  //printf("KeyCode = 0x%X", bKeyCode);
              }
      }
      else
      {
            bBitCounter = 0;
            //printf("KeyCode = 0x%X", bKeyCode);
      }
  }


/************************************************************************
*名稱(chēng): unsigned char Remote_Infrared_KeyDeCode(unsigned char bKeyCode) 
*功能: PS2鍵盤(pán)解碼程序           
*參數(shù): bKeyCode 鍵盤(pán)碼
*返回: 按鍵的ASIIC碼                           
************************************************************************/
uint8_t Remote_Infrared_KeyDeCode(void)
{
    //uint8_t Key = 0xFF;


    if (FlagGotKey == 1)//通碼，為1時(shí)表示有按鍵按下
    {
            FlagGotKey = 0;//還原為0以便下次判斷
            //檢查地址碼和命令碼的反碼取反后是否與原來(lái)相同
            if((RemoteInfrareddata.RemoteInfraredDataStruct.bID == (uint8_t)~ RemoteInfrareddata.RemoteInfraredDataStruct.bIDNot)
                && (RemoteInfrareddata.RemoteInfraredDataStruct.bKeyCode == (uint8_t)~ RemoteInfrareddata.RemoteInfraredDataStruct.bKeyCodeNot))
            {
               printf("nr IR Receive KeyCode = 0x%02X, ", RemoteInfrareddata.RemoteInfraredDataStruct.bKeyCode);
               switch(RemoteInfrareddata.RemoteInfraredDataStruct.bKeyCode)
    {
                case 0:
                printf("ERROR  ");
                break;
                case 0xA2:
                    printf("CH-    ");
                    break;
                case 0X62:
                    printf("CH     ");
                    break;
                case 0XE2:
                    printf("CH+    ");
                    break;
                case 0X22:
                    printf("|< <    ");
                    break;
                case 0X02:
                    printf(" >?>|    ");
                    break;
                case 0XC2:
                    printf("PLAY/PAUSE");
                    break;
                        case 0XE0:
                    printf("VOL-   ");
                    break;
                case 0XA8:
                    printf("VOL+   ");
                    break;
                case 0X90:
                    printf("EQ     ");
                    break;
                case 0X98:
                        printf("100+   ");
                        break;
                case 0XB0:
                        printf("200+   ");
                        break;
                case 0x68:
                    printf("0      ");
                    break;
                case 0x30:
                    printf("1      ");
                    break;
                case 0x18:
                    printf("2      ");
                    break;
                case 0x7A:
                    printf("3      ");
                        break;
                case 0x10:
                    printf("4      ");
                        break;
                case 0x38:
                    printf("5      ");
                    break;
                case 0x5A:
                    printf("6      ");
                    break;
                case 0x42:
                        printf("7      ");
                    break;
                case 0x4A:
                    printf("8      ");
                    break;
                case 0x52:
                    printf("9      ");
                    break;
                default:
                    printf("Unknown key!");
                }
        }
        else
        {
          printf("nr ERR 0x%08X", RemoteInfrareddata.uiRemoteInfraredData);
        }
    }


    return RemoteInfrareddata.RemoteInfraredDataStruct.bKeyCode;
}

DS18B20溫度傳感器

獨(dú)特的單總線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)，現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。測(cè)溫范圍 －55℃～+125℃，精度為±0．5℃。支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。工作電源: 3.05.5V/DC （可以數(shù)據(jù)線寄生電源）。在使用中不需要任何外圍元件。測(cè)量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送。

DS18B20硬件連接

DS18B20通信類(lèi)型

單總線是一種半雙工通信方式。DS18B20共有6種信號(hào)類(lèi)型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫(xiě)0、寫(xiě)1、讀0和讀1。所有這些信號(hào)，除了應(yīng)答脈沖以外，都由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào)。并且發(fā)送所有的命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的低位在前。單片機(jī)對(duì)傳感器操作的時(shí)候首先會(huì)給傳感器發(fā)送一個(gè)復(fù)位脈沖，傳感器會(huì)恢復(fù)一個(gè)應(yīng)答脈沖，如果得不到這樣一個(gè)應(yīng)答脈沖，傳感器就認(rèn)為它壞了或者不存在，每一個(gè)脈沖都有規(guī)定的格式。

1.復(fù)位脈沖

單總線上的所有通信都是以初始化序列開(kāi)始。主機(jī)輸出低電平，保持低電平時(shí)間至少480 us，一般是480 us-960us之間，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖。接著主機(jī)釋放總線，4.7K的上拉電阻將單總線拉高，延時(shí)15～60 us，并進(jìn)入接收模式(Rx)等待傳感器回復(fù)。接著DS18B20拉低總線60~240 us，以產(chǎn)生低電平應(yīng)答脈沖。

2.寫(xiě)時(shí)序

寫(xiě)時(shí)序包括寫(xiě)0時(shí)序和寫(xiě)1時(shí)序。所有寫(xiě)時(shí)序至少需要60us，且在2次獨(dú)立的寫(xiě)時(shí)序之間至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間，兩種寫(xiě)時(shí)序均起始于主機(jī)拉低總線。

a.寫(xiě)0時(shí)序：主機(jī)輸出低電平，延時(shí)60us，然后釋放總線，延時(shí)2us。

b.寫(xiě)1時(shí)序：主機(jī)輸出低電平，延時(shí)2us，然后釋放總線，延時(shí)60us。

3.讀時(shí)序

單總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，在主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時(shí)序至少需要60us，且在2次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間。每個(gè)讀時(shí)序都由主機(jī)發(fā)起，至少拉低總線1us。主機(jī)在讀時(shí)序期間必須釋放總線，并且在時(shí)序起始后的15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。

典型的讀時(shí)序過(guò)程為：主機(jī)輸出低電平延時(shí)2us，然后主機(jī)轉(zhuǎn)入輸入模式延時(shí)12us，然后讀取單總線當(dāng)前的電平，然后延時(shí)50us。

DS18B20溫度讀取過(guò)程

①?gòu)?fù)位

②發(fā)SKIP ROM命令（0XCC）

③發(fā)開(kāi)始轉(zhuǎn)換命令（0X44）

④復(fù)位

⑤發(fā)送SKIP ROM命令（0XCC）

⑥發(fā)讀存儲(chǔ)器命令（0XBE）

⑦連續(xù)讀出兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)(即溫度)

⑧結(jié)束。

DS18B20溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

轉(zhuǎn)化后得到的11位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在18B20的兩個(gè)8比特的RAM中， MSB的前面5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于0， 這5位為0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于0，這5位為1，測(cè)到的數(shù)值需要取反再乘于0.0625即可得到實(shí)際溫度。

例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H（000000111 11010000），-25.0625℃的數(shù)字輸出為FE6FH

DS18B20溫度采集實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.配置RCC

2.配置PG6管腳為輸出模式

3編寫(xiě)代碼

//main.c


#include "ds18b20.h"


int mian(){
    int16_t temperature;
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    MX_TIM6_Init();

    printf("this is DS18B20 testn");
    if(!DS18B20_Init())
    {
printf(" DS18B20  is heren");


    }else{
printf(" DS18B20  is  not heren");
    }

    while(1){
        temperature = DS18B20_Get_Temp();
        if(temperature< 0)
{
    printf("-");//??ê??oo?
    temperature=-temperature;//×a?a?yêy
}
    printf("temperature = %d.%dn",temperature/10,temperature%10);   
            HAL_Delay(1000);    
    }
}

//ds18b20.h


#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H


#include "stm32f4xx_hal.h"




//IO方向設(shè)置
#define DS18B20_IO_IN()  {GPIOG- >MODER&=~(3< MODER|=0< 
#define DS18B20_IO_OUT() {GPIOG- >MODER&=~(3< MODER|=1< 

//操作函數(shù)   
#defineDS18B20_OUT_LOW   HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, GPIO_PIN_6,  GPIO_PIN_RESET)   //數(shù)據(jù)端口PG6
#defineDS18B20_OUT_HIGH  HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, GPIO_PIN_6,  GPIO_PIN_SET)   //數(shù)據(jù)端口PG6
#defineDS18B20_DQ_IN     HAL_GPIO_ReadPin(GPIOG,  GPIO_PIN_6)  //數(shù)據(jù)端口PG6






uint8_t DS18B20_Init(void); //初始化DS18B20
short DS18B20_Get_Temp(void); //獲取溫度
void DS18B20_Start(void); //開(kāi)始溫度轉(zhuǎn)換
void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat);    //寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)
uint8_t DS18B20_Read_Byte(void); //讀出一個(gè)字節(jié)
uint8_t DS18B20_Read_Bit(void); //讀出一個(gè)位
uint8_t DS18B20_Check(void); //檢測(cè)是否存在DS18B20
void DS18B20_Reset(void); //復(fù)位DS18B20 
#endif

//ds18b20.c


#include "ds18b20.h"
uint32_t usctick = 0;
uint32_t time_delay = 0;
extern TIM_HandleTypeDef htim6;


//延時(shí)nus
//nus為要延時(shí)的us數(shù)
//nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=168)
static uint8_t fac_us = 168;    //主時(shí)鐘為168M, 在1us內(nèi)ticks會(huì)減168次

void delay_us(uint32_t nus)
{
    uint32_t ticks;
    uint32_t told,tnow,tcnt=0;
    uint32_t reload=SysTick- >LOAD;//LOAD的值     
    ticks=nus*fac_us; //nus需要的節(jié)拍數(shù)
    told=SysTick- >VAL;        //剛進(jìn)入時(shí)的計(jì)數(shù)器的值
    while(1)
    {
    tnow=SysTick- >VAL;
    if(tnow!=told)
    {    
    if(tnow< told)
                               //計(jì)數(shù)器遞減
                               tcnt+=told-tnow;
    else 
                               tcnt+=reload-tnow+told;    
       told=tnow;

    if(tcnt >=ticks)break;
                           //時(shí)間超過(guò)或等于要延時(shí)的時(shí)間，則退出.
    }  
    }
}


//復(fù)位DS18B20
void DS18B20_Reset(void)   
{                 
    DS18B20_IO_OUT();   //設(shè)置為輸出模式
    DS18B20_OUT_LOW ;   //拉低
    delay_us(650);      //延時(shí)650us
    DS18B20_OUT_HIGH ;  //拉高 
    delay_us(20);       //延時(shí)20us
}


//等待DS18B20的回應(yīng)
//返回1:未檢測(cè)到DS18B20存在
//返回0:存在
uint8_t DS18B20_Check(void)    
{   
    uint8_t retry=0;
    DS18B20_IO_IN();    //設(shè)置為輸入模式


      //等待DS18B20拉低總線回應(yīng)，如果超過(guò)200us未拉低，則認(rèn)為未回應(yīng)
      //DS18B20_DQ_IN == 1表示管腳仍為高電平
      while ((DS18B20_DQ_IN == 1) && (retry< 200))   
  {
    retry++;
    delay_us(1);
    }; 
    if(retry >=200)
                return 1;        //DS18B20超時(shí)未拉低總線
    else 
                retry=0;         //DS18B20及時(shí)拉低總線

  while ( (DS18B20_DQ_IN == 0 ) && ( retry < 240) )    //測(cè)試?yán)涂偩€的時(shí)間是否在240us內(nèi)
{
    retry++;
    delay_us(1);
    };
    if(retry >=240)
                return 1;  //超多240us錯(cuò)誤  

    return 0;         //正確回應(yīng)
}


//從DS18B20讀取一個(gè)位
//返回值：1/0
uint8_t DS18B20_Read_Bit(void) 
{
uint8_t data;
    DS18B20_IO_OUT();   //設(shè)置為輸出
    DS18B20_OUT_LOW ;   //輸出低電平
    delay_us(3);        //延時(shí)3us
    DS18B20_OUT_HIGH ;  //拉高DQ 
    DS18B20_IO_IN();    //設(shè)置為輸入
    delay_us(12);       //延時(shí)12us


    if(DS18B20_DQ_IN)  
                data=1;
    else 
                data=0;

    delay_us(50);  


    return data;
}


//從DS18B20讀取一個(gè)字節(jié)
//返回值：讀到的數(shù)據(jù)，先讀數(shù)據(jù)的低位
uint8_t DS18B20_Read_Byte(void)   
{        
uint8_t i,j,dat;
dat=0;
for (i=0;i< 8;i++) 
{
        j=DS18B20_Read_Bit();
        dat=(j<