引  言

一般來說，總線數(shù)越少，連接就越簡單，因而串行總線嵌入式元件在許多應(yīng)用場合頗受歡迎。但正因為只有1根線，該類元件的編程要緊扣硬件和時鐘，難度大于I²C總線和SPI總線。本文以數(shù)字溫度傳感器DSl8B20為例，介紹一種實用和簡單的編程方案。

1  DS18B20的精簡編程考慮

測溫分辨率：通過設(shè)置配置寄存器，DS18B20有0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.062 5℃幾種溫度可供選擇。如果不作選擇，缺省值為12位，即最高分辨率0.062 5℃，這樣可省去相關(guān)寫EEPROM的命令。圖1為溫度格式。



溫度報警高限TH和低限TL：如果設(shè)置了TH和TL，DS18B20將在溫度高于TH或低于TL時做出響應(yīng)。這要用到寫入EEPROM的命令，將可改寫RAM(Scratchpad RAM)拷入EEPROM。其實，在很多應(yīng)用場合，這樣的報警設(shè)置完全可以在MASTER(如單片機)中完成，從而節(jié)省DS18B20的編程。這只要不使用報警搜索命令(Alarm search command)即可。

光刻ROM(lasered ROM)命令：一共有6個。對于只要單個DS18B20的場合，如果不考慮讀ROM中的序列號代碼，不允許報警等功能，只要進行測溫的話，用一個跳過ROM(Skip ROM)命令就足夠了。

RAM有關(guān)的命令：一共有6個。如果在DS18B20的電源端專配電源，不設(shè)置高低溫報警，只需使用“ConvertT”和“Read Scratch”命令即可。前者開始進行溫度轉(zhuǎn)換(時間約需750 ms)，后者將溫度值及循環(huán)冗余校驗碼CRC等9字節(jié)讀入MASTER(如單片機)。

關(guān)鍵時序：盡管測量時可以作上述簡化，但DS18B20的時序必須嚴格遵循。最苛刻的時間要求應(yīng)是讀時槽(read time slots)：MASTER在數(shù)據(jù)線上發(fā)出一個下降沿表示讀時槽開始，時間至少保持1μs，然后停止驅(qū)動數(shù)據(jù)總線。DS18B20在數(shù)據(jù)線上輸出約15 μs的數(shù)據(jù)。在這一時間段內(nèi)，MASTER必須及時采樣數(shù)據(jù)線。這樣的定時要求與之相連的單片機必須工作在較高的頻率，如主頻為32 kHz就無法滿足15μs內(nèi)完成采樣的要求。

2  一個簡單實用的程序設(shè)計方案

采用上述精簡方案后，基于單片機PIC16F628A(主頻為4 MHz)實現(xiàn)的測溫程序如下：



到此開始讀9個字節(jié)scratchpad，并檢查CRC。如無誤，再次調(diào)用rp子程序復(fù)位DS18B20，結(jié)束本次測量；如出錯，轉(zhuǎn)出錯處理子程序。為使系統(tǒng)具有一定的容錯能力，出錯時也可將上述程序再試一遍，如連續(xù)3次都出現(xiàn)CRC檢查錯則轉(zhuǎn)出錯處理子程序。

以上方案已長期(數(shù)月)用于氣象溫度測量，正?？煽?。