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標(biāo)題: 開發(fā)日志-DS18B20相關(guān)總結(jié) [打印本頁]

作者: 51黑fan 時間: 2016-1-30 04:22
標(biāo)題: 開發(fā)日志-DS18B20相關(guān)總結(jié)

ROM只讀存儲器，用于存放 DS18B20ID 編碼，其前 8 位是單線系列編碼（DS18B20 的編碼是 19H），后面48 位是芯片唯一的序列號，最后 8位是以上 56的位的 CRC碼（冗余校驗）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設(shè)置不由用戶更改。DS18B20 共 64 位 ROM。

RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20 共9 個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為 8 位。第1、2 個字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 3、4 個字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復(fù)位時其值將被刷新。第 5 個字節(jié)則是用戶第 3 個 EEPROM的鏡像。第 6、7、8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。第 9 個字節(jié)為前 8個字節(jié)的 CRC碼。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)。

DS18B20共3位EEPROM，并在 RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。

控制器對 18B20 操作流程：

1，  復(fù)位：首先我們必須對 DS18B20 芯片進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機(jī)）給 DS18B20單總線至少 480uS 的低電平信號。當(dāng) 18B20 接到此復(fù)位信號后則會在 15~60uS 后回發(fā)一個芯片的存在脈沖。

2，  存在脈沖：在復(fù)位電平結(jié)束之后，控制器應(yīng)該將數(shù)據(jù)單總線拉高，以便于在 15~60uS 后接收存在脈沖，存在脈沖為一個 60~240uS 的低電平信號。至此，通信雙方已經(jīng)達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與 18B20 間的數(shù)據(jù)通信。如果復(fù)位低電平的時間不足或是單總線的電路斷路都不會接到存在脈沖，在設(shè)計時要注意意外情況的處理。

3，  控制器發(fā)送 ROM 指令：雙方打完了招呼之后最要將進(jìn)行交流了，ROM 指令共有 5條，每一個工作周期只能發(fā)一條，ROM指令分別是讀 ROM 數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍 ROM、芯片搜索、報警芯片搜索。ROM 指令為 8 位長度，功能是對片內(nèi)的 64位光刻 ROM進(jìn)行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。誠然，單總線上可以同時掛接多個器件，并通過每個器件上所獨有的 ID號來區(qū)別，一般只掛接單個 18B20芯片時可以跳過 ROM 指令（注意：此處指的跳過 ROM指令并非不發(fā)送 ROM 指令，而是用特有的一條“跳過指令” ）

4，  控制器發(fā)送存儲器操作指令：在 ROM 指令發(fā)送給 18B20 之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。操作指令同樣為 8 位，共 6 條，存儲器操作指令分別是寫 RAM 數(shù)據(jù)、讀RAM 數(shù)據(jù)、將 RAM 數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將 EEPROM中的報警值復(fù)制到 RAM、工作方式切換。存儲器操作指令的功能是命令 18B20 作什么樣的工作，是芯片控制的關(guān)鍵。

5，  執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個存儲器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個操作要視存儲器操作指令而定。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（單片機(jī)）必須等待 18B20 執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時間為 500uS。如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴(yán)格遵循 18B20 的讀寫時序來操作。數(shù)據(jù)的讀寫方法將有下文有詳細(xì)介紹。

若要讀出當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)我們需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個周期為復(fù)位、跳過 ROM 指令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換存儲器操作指令、等待 500uS 溫度轉(zhuǎn)換時間。緊接著執(zhí)行第二個周期為復(fù)位、跳過 ROM指令、執(zhí)行讀 RAM 的存儲器操作指令、讀數(shù)據(jù)（最多為 9 個字節(jié)，中途可停止，只讀簡單溫度值則讀前 2 個字節(jié)即可）。其它的操作流程也大同小異，在此不多介紹。

DS28B20 芯片 ROM 指令表：

Read  ROM（讀 ROM）[33H] （方括號中的為16進(jìn)制的命令字）這個命令允許總線控制器讀到 DS18B20 的 64位 ROM。只有當(dāng)總線上只存在一個 DS18B20 的時候才可以使用此指令，如果掛接不只一個，當(dāng)通信時將會發(fā)生數(shù)據(jù)沖突。

Match  ROM（指定匹配芯片）[55H]
這個指令后面緊跟著由控制器發(fā)出了 64 位序列號，當(dāng)總線上有多只 DS18B20 時，只有與控制發(fā)出的序列號相同的芯片才可以做出反應(yīng)，其它芯片將等待下一次復(fù)位。這條指令適應(yīng)單芯片和多芯片掛接。

Skip  ROM（跳躍 ROM 指令）[CCH]
這條指令使芯片不對 ROM 編碼做出反應(yīng)，在單總線的情況之下，為了節(jié)省時間則可以選用此指令。如果在多芯片掛接時使用此指令將會出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，導(dǎo)致錯誤出現(xiàn)。

Search  ROM（搜索芯片）[F0H]
在芯片初始化后，搜索指令允許總線上掛接多芯片時用排除法識別所有器件的 64位 ROM。

Alarm  Search（報警芯片搜索）[ECH]
在多芯片掛接的情況下，報警芯片搜索指令只對附合溫度高于 TH 或小于 TL報警條件的芯片做出反應(yīng)。只要芯片不掉電，報警狀態(tài)將被保持，直到再一次測得溫度什達(dá)不到報警條件為止。

DS28B20 芯片存儲器操作指令表：

Write Scratchpad  （向 RAM中寫數(shù)據(jù)）[4EH]
這是向 RAM 中寫入數(shù)據(jù)的指令，隨后寫入的兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)將會被存到地址 2 （報警RAM 之 TH）和地址 3（報警 RAM 之 TL）。寫入過程中可以用復(fù)位信號中止寫入。

Read  Scratchpad  （從RAM 中讀數(shù)據(jù)）[BEH]
此指令將從 RAM 中讀數(shù)據(jù)，讀地址從地址 0 開始，一直可以讀到地址 9，完成整個 RAM 數(shù)據(jù)的讀出。芯片允許在讀過程中用復(fù)位信號中止讀取，即可以不讀后面不需要的字節(jié)以減少讀取時間。

Copy  Scratchpad  （將 RAM 數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM中）[48H]
此指令將 RAM 中的數(shù)據(jù)存入 EEPROM中，以使數(shù)據(jù)掉電不丟失。此后由于芯片忙于 EEPROM儲存處理，當(dāng)控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當(dāng)儲存工作完成時，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強上拉并至少保持 10MS，來維持芯片工作。

Convert  T（溫度轉(zhuǎn)換）[44H]
收到此指令后芯片將進(jìn)行一次溫度轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的溫度值放入 RAM 的第 1、2 地址。此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理，當(dāng)控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當(dāng)儲存工作完成時，總線將輸出“1”。在寄生工作方式時必須在發(fā)出此指令后立刻超用強上拉并至少保持 500MS，來維持芯片工作。

Recall  EEPROM（將 EEPROM中的報警值復(fù)制到 RAM）[B8H]
此指令將 EEPROM中的報警值復(fù)制到 RAM 中的第 3、4 個字節(jié)里。由于芯片忙于復(fù)制處理，當(dāng)控制器發(fā)一個讀時間隙時，總線上輸出“0”，當(dāng)儲存工作完成時，總線將輸出“1”。另外，此指令將在芯片上電復(fù)位時將被自動執(zhí)行。這樣 RAM 中的兩個報警字節(jié)位將始終為 EEPROM中數(shù)據(jù)的鏡像。

Read  Power  Supply（工作方式切換）[B4H]
此指令發(fā)出后發(fā)出讀時間隙，芯片會返回它的電源狀態(tài)字，“0”為寄生電源狀態(tài)，“1”為外部電源狀態(tài)。

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