翻查DS18B20的DataSheet编写操作函数，其过程遇到了不少坎，记下来备查。
- 对于单总线的DS18B20芯片，首先严格按照时序图写出正确的“写0”、“写1”和“读0、1”的基础函数，再以此写出其他基础操作的命令。
我在编制“写0”函数的时候，省却了最后拉高总线的一句bus=1，结果后续操作过程中大部分功能都正确，只有写精度的部分总是出错，写进去9位的“0x1f”，总是得到10位的“0x3f”，翻论坛、看datasheet，反复调试，浪费的大量时间，最后才发现症结所在，并经过测试该错误得以重现。
1 sbit bus = P2^2; //天祥板DS18B20的DQ数据脚直连P2^2
2
3 //写0
4 void DS18B20_WriteZero(void)
5 {
6 bus = 1;
7 bus = 0;
8 DelaySpecial(6); //保持低电平时间60~120us，实际约71
9 bus = 1; //就是这里!开始没有该语句
10 }
//写1
1void DS18B20_WriteOne() 2 { 3 bus = 1; 4 bus = 0; 5 _nop_(); //保持低电平时间大于1us 6 bus = 1; 7 DelaySpecial(6);//在主设备初始化写后，DS18B20读的时间要持续15~60us，实际71us 8 }
1 /**********************************************************************************
2 *函数名称： unsigned char DS18B20_Init(void)
3 *函数描述： 每次执行ROM command之前，必须进行DS18B20初始化
4 *入口参数： 无
5 *出口参数： 1/0。1：失败；0：成功
6 *备 注： 严格执行时序图时间要求，若晶振不是11.0592MHz，需要从新设定各个等待时间
7 **********************************************************************************/
8 bit DS18B20_Init(void)
9 {
10 bus = 0; //主设备发送复位脉冲(Tx)拉低单总线
11 DelaySpecial(50); //最小480us，实际约500us
12 bus = 1; //主设备放开总线进入接收模式(Rx)
13 //DS18B20检测到上升沿信号，等待15~60um后，拉低单总线60~240um，作为应答脉冲
14 DelaySpecial(6); //此处取71us后
15 if(bus == 0) //取样检测是否为低电平
16 {
17 bus = 1; //释放总线
18 DelaySpecial(42); //要求整个Master Rx周期的时间最小480us，此处补足所缺时间
19 return 1;
20 }
21 else //此处可根据需要修改错误处理
22 {
23 DS18B20_ShowErrorCode(ERROR_MESSAGE_INIT_FAILURE); 24 Beep();
25 return 0;
26 }
27 }
1 /***************************************************************************
2 *函数名称： void DelaySpecial(unsigned char num)
3 *函数描述： 精确延时函数
4 *入口参数： 序号(unsigned char，<256)
5 *出口参数： 无
6 *备 注： 晶振11.0592，num为0时为13us，之后每加一，延长约10us
7 *num 延时 num 延时 num 延时 num 延时 num 延时
8 *0 13 10 109 20 208 30 305 40 401
9 *1 22 11 119 21 217 31 315 41 411
10 *2 31 12 129 22 227 32 325 42 421
11 *3 41 13 139 23 237 33 335 43 431
12 *4 51 14 148 24 247 34 344 44 441
13 *5 61 15 158 25 256 35 353 45 451
14 *6 71 16 168 26 266 36 363 46 461
15 *7 80 17 178 27 276 37 373 47 470
16 *8 90 18 187 28 286 38 383 48 480
17 *9 100 19 197 29 295 39 393 49 490
18 ***************************************************************************/
19 void DelaySpecial(unsigned char num)
20 {
21 while(num--)_nop_();
22 }
/**********************************************************************************
*函数名称： bit DS18B20_ReadBit(void)
*函数描述： 主设备从DS18B20读数据，读出“1”或者“0”
*入口参数： 无
*出口参数： 读出的位
*备 注： 操作DS18B20的基础方法，每次读出一位
**********************************************************************************/
bit DS18B20_ReadBit(void)
{
bit result;
bus = 1;
_nop_();
bus = 0;
_nop_();//置低电平后至少保持1us
bus = 1;
_nop_();//时序图推荐读总线的时间放在15us的最后，因此多加了几个_nop_()
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
result = bus;
DelaySpecial(4);//DS18B20提供的数据在主设备信号下降沿15us后可用，实际31us
return result;
}
1 /**********************************************************************************
2 *函数名称： unsigned char DS18B20_ReadByte(void)
3 *函数描述： 主设备从DS18B20读数据，读出一个字节
4 *入口参数： 无
5 *出口参数： 读出的字节
6 *备 注： 操作DS18B20的基础方法，每次读出一位
7 **********************************************************************************/
8 unsigned char DS18B20_ReadByte(void)
9 {
10 unsigned char byteResult, i;
11 bit result;
12 for(i=0; i<8; i++)
13 {
14 byteResult >>= 1;
15 16 result = DS18B20_ReadBit();
17 byteResult |= (((unsigned char)result)<<7);
18 19 }
20 return byteResult;
21 }
1 /**********************************************************************************
2 *函数名称： void DS18B20_WriteCommandOrByte(unsigned char data_)
3 *函数描述： 向DS18B20写一个字节数据
4 *入口参数： 要写入的字节数据
5 *出口参数： 无
6 *备 注： 操作DS18B20的基础方法，每次写入一个字节
7 **********************************************************************************/
8 void DS18B20_WriteCommandOrByte(unsigned char data_)
9 {
10 unsigned char i = 8;
11 while(i--)
12 {
13 if(data_ & 0x01)
14 {
15 DS18B20_WriteOne();
16 }
17 else
18 {
19 DS18B20_WriteZero();
20 }
21 data_ >>= 1;
22 }
23 }
DS18B20_WriteCommandOrByte()中使用到的预定义命令如下：
1 #define ROM_COMMAND_SEARCH_ROM 0xF0 2 #define ROM_COMMAND_READ_ROM 0x33 3 #define ROM_COMMAND_MATCH_ROM 0x55 4 #define ROM_COMMAND_SKIP_ROM 0xCC 5 #define ROM_COMMAND_ALARM_SEARCH 0xEC 6 7 #define FUNCTION_COMMAND_CONVERT_T 0x44 8 #define FUNCTION_COMMAND_WRTIE_SCRATCHPAD 0x4E 9 #define FUNCTION_COMMAND_READ_SCRATCHPAD 0xBE 10 #define FUNCTION_COMMAND_COPY_SCRATCHPAD 0x48 11 #define FUNCTION_COMMAND_RECALL_EEPROM 0xB8 12 #define FUNCTION_COMMAND_READ_POWER_SUPPLY 0xB4
2.本来想封装大部分功能，方便使用时调用，但是该芯片的操作非常复杂，整来整去代码的体积太大。看来该芯片还是不太适合过多的封装，因此总结了该芯片使用方法的规律。
整个使用方法都集中在datasheet的“ROM Commands Flowchart”和“DS18B20 Function Commands Flowchart”两张图中，这是使用的核心所在。
我只调试了单个DS18B20采用单独供电的情况，这里有几点需要说明，备忘。
2.1 每次操作的顺序如下，使用哪个Rom Command，跟哪几个Function Command，顺序是什么，均根据功能需要，查阅这两个Flow Chart。
1) 初始化(DS18B20_Init())
2) 一个Rom Command(DS18B20_WriteCommandOrByte (**))
3) 连续多个Function Command(DS18B20_WriteCommandOrByte(**))
2.2 Rom Command共有5个。
DS18B20芯片接收到初始化命令(DS18B20_Init())之后，对再次接到信号逐次判断是33H、55H、F0H、ECH还是CCH，如果对上了哪一个，就往哪个分支上走去。如果对不上，该芯片会退回到初始状态，如果还想操作它，必须从初始化命令开始从新再来。
这5个Rom操作命令分别是：
a) 33H，Read Rom Command：该命令只能用在总线上只有一个从设备的情况，使主设备不经过Search Rom过程，直接读取从设备的64位Rom编码（从低到高分别是：类别信息，ID，CRC信息）
b) 55H，Match Rom Command：该命令后跟着发送64位Rom代码，表示要操作的对象
c) F0H，Search Rom Command：通过该命令，主设备获得总线上连接的所有从设备的信息
d) ECH，Alarm Search Command：搜寻温度报警命令
e) CCH，Skip Rom Command：跳过Rom操作命令，对于系统上只有一只单总线芯片的情况，发送该命令后，即可发送Function Command了。
2.3 Function Command共有六个。
如同Rom Command一样，芯片也是逐个比对功能命令，对上哪一个就往那里走去。
a) 44H，Convert Temperature：转化温度命令，DS18B20接到后开始进行温度转化，注意从9位精度一直到12位精度，转化所需的时间越来越长。这里有两种办法处理等待的时间：一个是，需根据所设的精度调整等待时间，见下图。第二个是，转化未完成前DS18B20一直将总线置低电平，可以用DS18B20_ReadBit()进行判断，如果读到高电平则说明转化已完成，否则返回继续等待；需要注意的是，为了防止出现意外情况需要设置一个等待时间限度，防止程序死锁，下面程序中给出循环次数15000次，大概2秒的时间。
/**********************************************************************************
*函数名称：float DS18B20_SingleAndExternalPowerGetT(void)
*函数描述：对于仅挂有1个DS18B20且使用外部电源供电的系统，取得测量的温度
*入口参数：无
*出口参数：是否成功，如果返回-100表示转化失败
*备 注：还有很大优化空间
*温度配置寄存器结构----------------------------------------------------------------
*bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0
*0 R1 R0 1 1 1 1 1
*R1 R0 Resolution Max Conversion Time
*0 0 9-bit 93.75 ms (tCONV/8)
*0 1 10-bit 187.5 ms (tCONV/4)
*1 0 11-bit 375 ms (tCONV/2)
*1 1 12-bit 750 ms (tCONV)
*Th、Tl结构------------------------------------------------------------------------
* bit15 b14 b13 b12 b11 b10 b9 b8 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
* S S S S S 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0 2^-1 2^-2 2^-3 2^-4
* 9位 有效
* 10位 有效 有效
* 11位 有效 有效 有效
* 12位 有效 有效 有效 有效
* --------------------------------- -----------------------------------
* MS Byte(thTlCr[0]) LS Byte(thTlCr[1])
*S(signal):1=负，0=正
*bit10~bit4，共7位，代表整数部分
*bit3~bit0，共4位，代表小数部分
**********************************************************************************/
float DS18B20_SingleAndExternalPowerGetT()
{
unsigned int i = 15000; //见上面文字说明部分
unsigned char tem = 0;
unsigned char tlTmCr[3] = {0};
float t;
DS18B20_Init();
DS18B20_WriteCommandOrByte(ROM_COMMAND_SKIP_ROM); //仅有一个测温器件的，先执行一下本命令
DS18B20_WriteCommandOrByte(FUNCTION_COMMAND_CONVERT_T);//发起温度转化命令
while(DS18B20_ReadBit()==0 || i--==0); //见上面文字说明部分
if (DS18B20_GetTlTMCr(tlTmCr))
{
t = ((tlTmCr[1] & 0x07) << 4) | ((tlTmCr[0] & 0xf0) >> 4);//得到温度的整数部分
if (tlTmCr[1] & 0xf8)//前5位是1，代表温度为负
{
switch (tlTmCr[2])//根据温度配置寄存器R1、R0的值确定转化的温度是9、10、11还是12的
{
case 0x1f:
t += (~((tlTmCr[0] & 0x08) >> 3) +1) * 0.5;
break;
case 0x3f:
t += (~((tlTmCr[0] & 0x0c) >> 2) +1) * 0.25;
break;
case 0x5f:
t += (~((tlTmCr[0] & 0x0e) >> 1) +1) * 0.125;
break;
case 0x7f:
t += (~(tlTmCr[0] & 0x0c) +1) * 0.0625;
break;
}
t = -t;
}
else
{
switch (tlTmCr[2])//根据温度配置寄存器R1、R0的值确定转化的温度是9、10、11还是12的
{
case 0x1f:
t += ((tlTmCr[0] & 0x08)>>3) * 0.5;
break;
case 0x3f:
t += ((tlTmCr[0] & 0x0c)>>2) * 0.25;
break;
case 0x5f:
t += ((tlTmCr[0] & 0x0e)>>1) * 0.125;
break;
case 0x7f:
t += (tlTmCr[0] & 0x0f) * 0.0625;
break;
}
}
return t;
}
return -100;
}
1 /**********************************************************************************
2 *函数名称： bit DS18B20_GetTlTMCr(unsigned char * thTlCr)
3 *函数描述： 取得Th和Tl的值
4 *入口参数： 指向16位温度寄存器低8位、高8位和位数配置寄存器数组的指针
5 *出口参数： 无
6 *备 注： 入口参数的指针指向连续三个字节，分别是Tlsb、Tmsb、ConfigurationRegister
7 **********************************************************************************/
8 bit DS18B20_GetTlTMCr(unsigned char *tlTmCr)
9 {
10 unsigned char scratchPad[9] = {0};
11 if(DS18B20_GetScrtchPad(scratchPad)) //最高位为0，代表crc验证错误，Th Tl均直接返回错误代码0
12 {
13 *tlTmCr = scratchPad[0];
14 *(tlTmCr+1) = scratchPad[1];
15 *(tlTmCr+2) = scratchPad[4];
16 return 1;
17 }
18 else
19 {
20 return 0;
21 }
22 }
b) 48H，Copy ScratchPad：将温度上下限和配置寄存器的内容拷贝到EEPROM
c) 4EH，Write ScratchPad：主设备依次写入TH(Byte2，温度报警高限)、TL(Byte3，温度报警低限)和温度配置寄存器(Byte4)。
1 /**********************************************************************************
2 *函数名称： void DS18B20_Config(char tHighAlarm, char tLowAlarm, unsigned char bits)
3 *函数描述： 写高低报警温度和温度配置寄存器
4 *入口参数： tHighAlarm、tLowAlarm带符号数（只能设置成整温度报警值），bits=9、10、11、12位
5 *出口参数： 无
6 *备 注：
7 *THAlarm and TLAlarm Register
8 *BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0
9 *Sign 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0
10 **********************************************************************************/
11 void DS18B20_Config(char tLowAlarm, char tHighAlarm, unsigned char bits)
12 {
13 unsigned char code arrayBit[] = { 0x1f, 0x3f, 0x5f, 0x7f };
14 DS18B20_Init();
15 DS18B20_WriteCommandOrByte(ROM_COMMAND_SKIP_ROM);//cc
16 DS18B20_WriteCommandOrByte(FUNCTION_COMMAND_WRTIE_SCRATCHPAD);//4e
17 DS18B20_WriteCommandOrByte(tHighAlarm);
18 DS18B20_WriteCommandOrByte(tLowAlarm);
19 DS18B20_WriteCommandOrByte(arrayBit[bits - 9]);
20 }
d) BEH，Read ScratchPad：依次读取ScratchPad内容，掌握转化的温度、上下限温度报警值以及精度配置寄存器的内容都需要执行该操作。
1 /**********************************************************************************
2 *函数名称： bit DS18B20_ReadScrtchPad(*scrtchPad)
3 *函数描述： 读取ScrtchPad的内容
4 *入口参数： 指向ScrtchPad的指针，ScrtchPad本身长9字节
5 *出口参数： 读Scratchp是否成功，1=成功，0=失败
6 *备 注： 无
7 **********************************************************************************/
8 bit DS18B20_GetScrtchPad(unsigned char *scrtchPad)
9 {
10 unsigned char i;
11 if (!DS18B20_Init()) return 0;
12 DS18B20_WriteCommandOrByte(ROM_COMMAND_SKIP_ROM);
13 DS18B20_WriteCommandOrByte(FUNCTION_COMMAND_READ_SCRATCHPAD);
14 for(i = 0; i<9; i++)
15 {
16 *(scrtchPad + i) = DS18B20_ReadByte();
17 }
18 if(calcrc_bytes(scrtchPad, 9))
19 return 1;
20 return 0;
21 }
1 /********************************************************/
2 /*DS18B20的CRC8校验程序，抄来的，仅根据习惯修改了返回值1代表成功，0代表失败
3 /********************************************************/
4 unsigned char calcrc_1byte(unsigned char abyte)
5 {
6 unsigned char i,crc_1byte;
7 crc_1byte=0;
8 //设定crc_1byte初值为0
9 for(i = 0; i < 8; i++)
10 {
11 if(((crc_1byte^abyte)&0x01))
12 {
13 crc_1byte^=0x18;
14 crc_1byte>>=1;
15 crc_1byte|=0x80;
16 }
17 else
18 crc_1byte>>=1;
19 abyte>>=1;
20 }
21 return crc_1byte;
22 }
23 /***************************************************************************
24 *函数名称： bit calcrc_bytes(unsigned char *p,unsigned char len)
25 *函数描述： CRC校验
26 *入口参数： 指向最末一字节是CRC信息的指针；长度
27 *出口参数： 是否成功
28 *备 注： 1=校验成功；0=校验失败
29 ***************************************************************************/
30 bit calcrc_bytes(unsigned char *p,unsigned char len)
31 {
32 unsigned char crc=0;
33 while(len--) //len为总共要校验的字节数
34 {
35 crc=calcrc_1byte(crc^*p++);
36 }
37 if(crc)//如果crc不等于0，数据传输错误
38 {
39 return 0;
40 }
41 else
42 {
43 return 1; //若最终返回的crc为0，则数据传输正确
44 }
45 }
ScratchPad从0~8共9个字节，其结构见下图，最后一个字节是前8个字节的CRC信息。如果不做CRC校验的话，读到所需的字节后，可以发送一个初始化信号DS18B20_Init()后，终止后面的读取动作。
温度转化完成后就存储在ScrathPad的第0、1字节中。第1个字节是温度的高8位，第0个字节是温度的低8位。
- 高8位的高5位代表正负号(Bit15~Bit11)，正温度时均为0，负温度时均为1；
- 高8位的低3位(Bit10~Bit8)和低8位的高4位(Bit7~Bit4)组合成温度的整数部分（共7位），无论温度为正、为负，这7位直接就是温度的整数部分；
- 低8位的低4位(Bit3~Bit0)是温度的小数部分，注意：温度为正时直接换算即可，当温度为负时，小数部分要取反、加一后再换算。
- 9位精度时 ：只用Bit3，1代表0.5℃
- 10位精度时：使用Bit3、Bit2，1代表0.25℃，如该两位为10B时，温度为2*0.25=0.50℃
- 11位精度时：使用Bit3、Bit2和Bit1，1代表0.125℃，如该三位为101B时，温度为5*0.125=0.625℃
- 12位精度时：Bit3~Bit0都使用，1代表0.0625℃
-
- 如该四位为1011B时，温度为11*0.0625=0.6875℃
- 在温度为负时，同样的1011B，先取反得到0100B，再加一得到0101B，温度为-5*0.0625 = -0.3125℃
-
e) B8H，Recall EEPROM：将存储到EEPROM中的上下限报警温度和温度精度配置寄存器的内容，写回到ScratchPad中，相当于48H号命令Copy ScratchPad的逆操作。
f) B4H，Read Power Supply：检查从设备是独立供电模式，还是寄生电源模式。
ROM Commands Flowchart
DS18B20 Function Commands Flowchart