溫度傳感器DSl8B20在Proteus中的仿真

2 單總線(xiàn)器件DSl8B20的使用
2．1 DSl8B20的工作原理
在該測溫系統中，單片機PICl6F877A作為主機，DSl8B20溫度傳感器作為從機。由于DSl8B20采用的是主從結構，只有主機呼叫從機時(shí)，從機才能應答。因此，訪(fǎng)問(wèn)器件時(shí)必須嚴格遵循單總線(xiàn)命令序列，以及初始化、ROM、命令功能的命令。如果序列混亂，則器件不響應主機。從機主機和從機之間的通信通過(guò)3個(gè)步驟完成：初始化器件；識別器件；交換數據。
單總線(xiàn)器件采用嚴格的通信協(xié)議來(lái)保證數據的完整性。通信協(xié)議包括：復位脈沖、應答脈沖、寫(xiě)0、寫(xiě)1、讀O和讀1。所有這些信號都是以先低位、后高位的方式發(fā)送的。
(1)復位脈沖和應答脈沖
復位脈沖和應答脈沖即為初始化過(guò)程，所有的通信都是以初始化開(kāi)始的。首先主機要拉低總線(xiàn)至少480μs，接著(zhù)釋放總線(xiàn)并持續15～60μs，然后進(jìn)入接收狀態(tài)，檢測總線(xiàn)DQ的電平。若DQ為低電平，則表示從機已就緒，可以發(fā)送ROM命令。由于C語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便且可
移植性好，因此本文程序采用C語(yǔ)言來(lái)完成。相應的初始化程序如下：

其中，變量dq用來(lái)判斷DSl8B20是否有返回的存在脈沖，為O即有返回脈沖，表明復位成功，可跳出循環(huán)；DQ表示總線(xiàn)的電平，當總線(xiàn)為高電平時(shí)DQ為1，否則為0；DQ_IO用來(lái)表示DQ所連的單片機I／O口的狀態(tài)，若該I／O口對單片機是作為輸入使用則DQ_IO為1，作為輸出使用則DQ_IO為O。
(2)寫(xiě)操作時(shí)序
無(wú)論是命令還是數據，所有的寫(xiě)操作都是以字節為單位的，全部以先低位、后高位的方式傳輸的。位寫(xiě)入過(guò)程是這樣的：主機將總線(xiàn)拉低15μs，然后根據要發(fā)的那位數據的電平來(lái)決定接下來(lái)總線(xiàn)的電平。若數據待發(fā)位為低電平，則主機須將DQ置為低電平并保持1 5～45μs；若數據待發(fā)位為高電平，則主機需將DQ置為高電平且保持15～45μs。發(fā)送1位數據的時(shí)間(從總線(xiàn)拉低開(kāi)始到發(fā)送結束)必須控制在60～20μ s。
位與位之間要有一個(gè)大于1μs的高電平時(shí)間間隙隔開(kāi)。一個(gè)字節的數據寫(xiě)入結束后需要將總線(xiàn)釋放，以確保之后操作的正確進(jìn)行。
(3)讀操作時(shí)序
所有數據的讀取是以字節為單位，以先低位、后高位的方式進(jìn)行傳輸的。位讀取的過(guò)程如下：首先需要主機將總線(xiàn)拉低1～15μs，然后釋放總線(xiàn)，對總線(xiàn)的電平進(jìn)行判斷。若總線(xiàn)為低電平，說(shuō)明帶讀取數據位為0；若總線(xiàn)為高電平，則表明帶讀取數據位為1。讀取1位數據的時(shí)間(從總線(xiàn)拉低開(kāi)始到將總線(xiàn)置高準備下一位數據)必須大于60 μs。同樣，位與位之間須有一個(gè)大于1 μs的高電平時(shí)間間隙隔開(kāi)。一個(gè)字節的數據讀取結束后需要將總線(xiàn)釋放，以確保操作的正確進(jìn)行。由于DSl8B20的溫度采用9～12位的分辨率，因此一個(gè)溫度數據需要讀取2字節的溫度數據。2字節的數據讀取結束后將總線(xiàn)釋放，以便接下來(lái)數據的正確傳輸。