实用指南：蓝桥杯_DS18B20温度传感器---新手入门级别超级详细解析
目录
一、引言
DS18B20是单线接口数字温度传感器，测量范围是-55°C~+125°C,-10°C~+85°C的范围精度是±0.5°C，还是精度很高的呢。
DS18B20的原理图
外部结构长这样
| 符号 | 说明 |
| GND | 接地 |
| DQ | 数据输入/输出引脚。当工作在寄生电源模式时用来提供电源。 |
| VDD | 可选的VDD引脚。工作与寄生电源模式是VDD必须接地。 |
这是内部结构
DS18B20包括很多东西，有寄生电源电路，64位ROM和单线接口电路、暂存器、EEPROM、8位CRC生成器和温度传感器。寄生电源电路可以实现外部电源供电和单线寄生供电，64位ROM中存放的48位序列号用于识别同一单线上连接的多个DS18B20，以实现多点测温。
单总线简介：
单总线是一种通用数据总线他只有一根通信线：DQ，单总线只需要一根通信线即可实现数据的双向传输。
单总线的具体时序：
初始化：
主机将总线拉低至少480us，然后释放总线，当DS18B20探测到I/O引脚上的上升沿侯，等待15~60us后，存在的从机会拉低总线60~240us以响应主机，之后从机将释放总线
发送一位数据：
主机将总线拉低60~120us，然后释放总线，表示发送0；主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，表示发送1。从机将在总线拉低30us后（典型值）读取电平，整个时间片应大于60u
接收一位：
主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，并在拉低后15us内读取总线电平（尽量贴近15us的末尾），读取为低电平则为接收0，读取为高电平则为接收1 ，整个时间片应大于60us
具体的单总线完整的操作时序如下：
温度变换：初始化→跳过ROM →开始温度变换：
温度读取：初始化→跳过ROM →读暂存器→连续的读操作
其中ROM命令如下：
暂存器简介：
其中的暂存器很重要，有九个字节，最上面的两个字节是温度低位和高位。如下图
在LSB,MSB中BIT15~BIT11是符号位，控制符号；BIT10~BIT4是整数位；BIT3~BIT0是小数位。
这是一些例子说明，前五位是符号位，5个都为0是正数，5个都为1是负数，其他的就按二进制，十六进制常规操作算。
DS18B20的温度转换与读取流程
[1] 初始化总线
[2] 写入字节0xcc，跳过rom。
[3] 写入字节0x44，进行温度转换。
[4] 初始化总线
[5] 写入字节0xcc，跳过rom。
[6] 写入字节0xbe，读取高速暂存器。（将后面的high和low的值存放到这里面）
[7] 读取暂存器的第0字节，即温度数据的LSB（low）。
[8] 读取暂存器的第1字节，即温度数据的MSB（high）。
[9] 返回high＋low的值
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二、代码配置
maic文件
#include "bsp_seg.h"#include "Timer0.h"#include "bsp_key.h"#include "STDIO.H"#include #include "bsp_init.h"#include "bsp_led.h"#include "bsp_1302.h"#include "bsp_onewire.h" /* 函数声明 *///三个主体循环，基本上不变void Key_Proc(void);//按键处理void Seg_Proc(void);//显示处理void Led_Proc(void);//LED处理 /* 全局变量声明 *///显示专用，基本上永远不变unsigned char seg_buf[8];//放置字符串转换后的段码到数组unsigned char seg_string[10];//放置字符串unsigned char pos = 0;//中断显示专用//LED显示专用，基本上永远不变unsigned char ucLed;//按键专用，基本上永远不变unsigned char Key_Value;//读取按键的数值存储变量unsigned char Key_Down,Key_Old; //按键和显示函数减速专用，基本上永远不变unsigned int Key_Slow_Down;//按键减速unsigned int Seg_Slow_Down; //DS1302专用，当使用DS1302时，基本不变unsigned char ucRtc[3] = {23,59,55};//设置RTC时间 unsigned int ms_count;unsigned char s_count; unsigned char Running_State;//记录运行状态 void main(){ Cls_Peripheral(); Timer0Init(); //1毫秒@12.000MHz EA = 1; Set_Rtc(ucRtc);//设置RTC时间，23-59-55 while(1) { Key_Proc();//按键处理 Seg_Proc();//显示处理 Led_Proc(); } } /* Timer0 interrupt routine */void tm0_isr() interrupt 1 { if(++Key_Slow_Down == 10) Key_Slow_Down = 0; if(++Seg_Slow_Down == 10) Seg_Slow_Down = 0; if(++ms_count == 1000) //记录·运行时间 { s_count++; ms_count = 0; } Seg_Disp(seg_buf, pos); if(++pos ==8) pos = 0; Led_Disp(ucLed);//LED显示}/* Key_Proc */void Key_Proc(void)//按键处理，底层数据变更{ if(Key_Slow_Down) return; Key_Slow_Down = 1; Key_Value = Key_Read();//读取按键按下的编号 Key_Down = Key_Value & (Key_Old ^ Key_Value);//^异或（0000^0101）= 0101 0101 & 0101 = 0101//如果按键发生了下降沿的变化，输出结果和本次按键数值相同 //^异或（0101^0101）= 0000 0101 & 0000 = 0000//如果按键发生了下降沿的变化，输出结果和本次按键数值相同 Key_Old = Key_Value; if(Key_Down)//如果捕捉到下降沿跳变 { if(++Running_State == 3) Running_State = 0;//保证Running_State在0-2之间翻滚 } } /* Seg_Proc *///Seg_Proc，准备数码管要显示的内容，Seg_Tran把字符串转成数码管段码，存进seg_buf[]void Seg_Proc(void)//显示处理，显示信息生成{ if(Seg_Slow_Down) return; Seg_Slow_Down = 1; switch(Running_State) { case 0: //读取18B20的数值 //seg_string是一个字符数组，理解为“数码管要显示的文字内容” sprintf(seg_string, "----%04.2f",rd_temperature()/16.0);//这个代码的效果是当ucRtc是[23,59,55]，seg_string =“23-59-55” break; %d %2d %02d %2.2f %02.2f case 1: Read_RTC(ucRtc);//读取1302内部 //seg_string是一个字符数组，理解为“数码管要显示的文字内容” sprintf(seg_string, "%02d-%02d-%02d",(unsigned int)ucRtc[0],(unsigned int)ucRtc[1],(unsigned int)ucRtc[2]);//这个代码的效果是当ucRtc是[23,59,55]，seg_string =“23-59-55” break; case 2: sprintf(seg_string, "-----%03d",(unsigned int)s_count); break; } //seg_buf是一个存储段码的数组。因为数码管不能直接显示“字符”，它要的是“段码”-告诉它点亮哪几段 Seg_Tran(seg_string, seg_buf);//Seg_Tran作用——把字符串seg_string转换成段码，放入数组seg_buf中 } void Led_Proc(void){ switch(Running_State) { case 0: ucLed = 0x03;//让L1,L2两个亮 0000 0011 break; case 1: ucLed =0x0c;//让L3,L4两个亮 0000 1100 break; case 2: ucLed =0x30;//让L5,L6两个亮 0011 0000 break; } }//温度，时钟，系统运行时疑问
sprintf(seg_string, "----%04.2f",rd_temperature()/16.0);
break; 在这个代码里有"----%04.2f"，为什么这里要这样写呢，引起我的思考
关于不同格式化输出符号的使用
%d：输出一个十进制整数，无特别格式限制。
%2d：输出一个整数，占用至少2个字符宽度，右对齐。若数字不足2位，用空格补在左侧
%02d：输出一个整数，占用2 位宽度，不足的用 0 补左边。
%2.2f：整体宽度至少 2 位。小数点后保留2 位小数。整数部分和小数点也算在宽度里，但如果不够宽度会自动扩展。示例：printf("%2.2f", 3.1); → 输出：3.10。实际宽度超过 2 位（共 4 位），所以宽度不限制实际输出。
%02.2f：：整体至少 2 位宽（但不包含小数位数限制时会自动扩展）。小数点后保留 2 位。前面不足时补 0（但一般无效） 。
示例：printf("%02.2f", 3.1); → 输出：3.10
实际上宽度会扩展以容纳整个数字，0补位不会生效，因为 3.10 就已经超出了 2 的宽度
为什么要rd_temperature()/16.0？
假设温度传感器（比如DS18B20）的测量范围是 -55°C 到 +125°C，但它内部存储温度数据时，把温度值放大了16倍，相当于把温度的小数部分用整数来记录。
onewire.h文件
#include "bsp_onewire.h"#include void Delay_OneWire(unsigned int t) //STC89C52RC{ t *=12; while(t--);} void Write_DS18B20(unsigned char dat){ unsigned char i; for(i=0;i>= 1; } Delay_OneWire(5);} unsigned char Read_DS18B20(void){ unsigned char i; unsigned char dat; for(i=0;i>= 1; DQ = 1; if(DQ) { dat |= 0x80; } Delay_OneWire(5); } return dat;} bit init_ds18b20(void){ bit initflag = 0; DQ = 1; Delay_OneWire(12); DQ = 0; Delay_OneWire(80); DQ = 1; Delay_OneWire(10); initflag = DQ; Delay_OneWire(5); return initflag;} //unsigned char check_1[7] = {0};unsigned int rd_temperature(void){ unsigned char low,high; init_ds18b20(); Write_DS18B20(0xcc);//Ìø¹ýROM Write_DS18B20(0x44);//ת»»ÎÂ¶È init_ds18b20(); Write_DS18B20(0xcc);//Ìø¹ýROM Write_DS18B20(0xbe);//¶ÁÈ¡ÎÂ¶È low = Read_DS18B20(); high = Read_DS18B20();//¶ÁÈ¡¸ßλ return (high<<8)|low;}unsigned int rd_temperature(void)
{
unsigned char low,high;
init_ds18b20();
Write_DS18B20(0xcc);//跳过ROM
Write_DS18B20(0x44);//转换温度init_ds18b20();
Write_DS18B20(0xcc);//跳过ROM
Write_DS18B20(0xbe);//读取温度low = Read_DS18B20();
high = Read_DS18B20();//读取高位
return (high<<8)|low;
}
low = Read_DS18B20();
high = Read_DS18B20();//读取高位
这个配置为什么要先读low，如果反过来读会怎么样？
因为ds18b20中，是先读低位再读高位，并且这里将high左移8位是为了正确对齐两个字节的二进制位，确保高字节占据16位整数的高8位，低字节占据低8位。这都是DS18B20数据格式的强制要求。如果反过来读，那得到的数据就是错误的。
这是我配置的效果，显示了环境的温度，如果想让温度变高，可以拿手指捏住温度传感器[黑色帽子一样的，在右上角]大家可以试试。
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