1 DS18B20 介绍
DS18B20 温度传感器的内部存储器包括一个高速的暂存器 RAM 和一个非易
失性的可电擦除的 EEPROM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL 和配置寄存
器。
配置寄存器是配置不同的位数来确定温度和数字的转化，配置寄存器结构如下：
低五位一直都是"1"，TM 是测试模式位，用于设置 DS18B20 在工作模式还
是在测试模式。在 DS18B20 出厂时该位被设置为 0，用户不需要去改动。R1 和
R0 用来设置 DS18B20 的精度（分辨率），可设置为 9，10，11 或 12 位，对
应的分辨率温度是 0.5℃，0.25℃，0.125℃和 0.0625℃。R0 和 R1 配置如下
图：
在初始状态下默认的精度是 12 位，即 R0=1、
R1=1。高速暂存存储器由 9 个
字节组成，其分配如下：
当温度转换命令（44H）发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存
放在高速暂存存储器的第 0 和第 1 个字节。存储的两个字节，高字节的前 5 位
是符号位 S(如图MS Byte的前5位)，其他位为符号位。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，
数据格式如下：
如果测得的温度大于 0，这 5 位为‘ 0’，只要将测到的数值乘以 0.0625
（默认精度是 12 位）即可得到实际温度；如果温度小于 0，这 5 位为‘ 1’，
测到的数值需要取反加 1 再乘以 0.0625 即可得到实际温度。温度与数据对应
关系如下：
如，+85摄氏度，对应十六进制为0550h,二进制为0000 0101 0101 0000，高字节前五位为0000 0，表示温度为+，所以0550h转换为十进制为1360(计算器计算)，之后*0.0625为85
如，-0.5摄氏度，对应十六进制为FFF8h,二进制为1111 1111 1111 1000，符号位为-，取反+1为
0000 0000 0000 1000，为8，*0.0625为0.5
DS18B20 时序包括如下几种：初始化时序、写（0 和 1）时序、 读（0和 1）时序。 DS18B20 发送所有的命令和数据都是字节的低位在前。
（1）初始化时序
单总线上的所有通信都是以初始化序列开始。主机输出低电平，保持低电平
时间至少 480us（该时间的时间范围可以从 480 到 960 微妙），以产生复位脉
冲。接着主机释放总线，外部的上拉电阻将单总线拉高，延时 15～60 us，并进
入接收模式。接着 DS18B20 拉低总线 60~240 us，以产生低电平应答脉冲，若
为低电平，还要做延时，其延时的时间从外部上拉电阻将单总线拉高算起最少要
480 微妙。
（2）写时序
写时序包括写 0 时序和写 1 时序。所有写时序至少需要 60us，且在 2 次
独立的写时序之间至少需要 1us 的恢复时间，两种写时序均起始于主机拉低总
线。写 1 时序：主机输出低电平，延时 2us，然后释放总线，延时 60us。写 0
时序：主机输出低电平，延时 60us，然后释放总线，延时 2us。
（3）读时序
单总线器件仅在主机发出读时序时，才向主机传输数据，所以，在主机发出
读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少
需要 60us，且在 2 次独立的读时序之间至少需要 1us 的恢复时间。每个读时
序都由主机发起，至少拉低总线 1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在
时序起始后的 15us 之内采样总线状态。典型的读时序过程为：主机输出低电平延时 2us，然后主机转入输入模式延时 12us，然后读取单总线当前的电平，然后延时 50us。
DS18B20 的典型温度读取过程为：复位→发 SKIP ROM 命令（0XCC）→发开始转
换命令（0X44）→延时→复位→发送 SKIP ROM 命令（0XCC）→发读存储器命（0XBE）→连续读出两个字节数据(即温度)→结束。
2 硬件设计
本实验使用到硬件资源如下：
（1）动态数码管
（2）DS18B20
从上图可以看出，传感器接口的单总线管脚接至单片机 P3.7 IO 口上，为了让单总线默认为高电平，通常会在单总线上接上拉电阻，在图中并没有看到有上拉电阻，这是因为单片机 IO 都外接了 10K 上拉电阻，当单片机 IO 口连接到传感器的总线管脚时即相当于它们外接上拉电阻，所以此处可以省去。
3 软件设计
本章所要实现的功能是：插上 DS18B20 温度传感器，数码管显示检测的温度
值。
注：代码部分需要对照原理图详细讲解，此处只放代码结果，讲解在下一篇文章
注： 数码管函数部分不再展示
4 实验现象
使用 USB 线将开发板和电脑连接成功后（电脑能识别开发板上 CH340 串口）， 把编译后产生的.hex 文件烧入到芯片内，实现现象如下：插上 DS18B20 温度传
感器，数码管显示检测的温度值。
