1-Wire温度传感器的快速编程

引  言

一般来说，总线数越少，连接就越简单，因而串行总线嵌入式元件在许多应用场合颇受欢迎。但正因为只有1根线，该类元件的编程要紧扣硬件和时钟，难度大于I²C总线和SPI总线。本文以数字温度传感器DSl8B20为例，介绍一种实用和简单的编程方案。

1  DS18B20的精简编程考虑

测温分辨率：通过设置配置寄存器，DS18B20有0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.062 5℃几种温度可供选择。如果不作选择，缺省值为12位，即最高分辨率0.062 5℃，这样可省去相关写EEPROM的命令。图1为温度格式。



温度报警高限TH和低限TL：如果设置了TH和TL，DS18B20将在温度高于TH或低于TL时做出响应。这要用到写入EEPROM的命令，将可改写RAM(Scratchpad RAM)拷入EEPROM。其实，在很多应用场合，这样的报警设置完全可以在MASTER(如单片机)中完成，从而节省DS18B20的编程。这只要不使用报警搜索命令(Alarm search command)即可。

光刻ROM(lasered ROM)命令：一共有6个。对于只要单个DS18B20的场合，如果不考虑读ROM中的序列号代码，不允许报警等功能，只要进行测温的话，用一个跳过ROM(Skip ROM)命令就足够了。

RAM有关的命令：一共有6个。如果在DS18B20的电源端专配电源，不设置高低温报警，只需使用“ConvertT”和“Read Scratch”命令即可。前者开始进行温度转换(时间约需750 ms)，后者将温度值及循环冗余校验码CRC等9字节读入MASTER(如单片机)。

关键时序：尽管测量时可以作上述简化，但DS18B20的时序必须严格遵循。最苛刻的时间要求应是读时槽(read time slots)：MASTER在数据线上发出一个下降沿表示读时槽开始，时间至少保持1μs，然后停止驱动数据总线。DS18B20在数据线上输出约15 μs的数据。在这一时间段内，MASTER必须及时采样数据线。这样的定时要求与之相连的单片机必须工作在较高的频率，如主频为32 kHz就无法满足15μs内完成采样的要求。

2  一个简单实用的程序设计方案

采用上述精简方案后，基于单片机PIC16F628A(主频为4 MHz)实现的测温程序如下：



到此开始读9个字节scratchpad，并检查CRC。如无误，再次调用rp子程序复位DS18B20，结束本次测量；如出错，转出错处理子程序。为使系统具有一定的容错能力，出错时也可将上述程序再试一遍，如连续3次都出现CRC检查错则转出错处理子程序。

以上方案已长期(数月)用于气象温度测量，正常可靠。