### DS18B20 数字温度传感器工作原理与接口程序设计
#### 一、概述
DS18B20是一款由美国Dallas公司制造的数字温度传感器，它因其高精度、全数字化通信以及简单的布线需求而在众多应用场景中受到欢迎。这款传感器的主要特点包括：12位二进制转换结果，确保±0.5°C的测量精度和0.0625°C的分辨率；全数字化输出避免了传统模拟信号传输过程中可能遇到的噪声干扰问题；仅需一根数字I/O总线进行数据交换。
尽管DS18B20具有许多优点，但其单总线数据传输机制对读写操作时序有着严格的要求，这使得大多数开发者倾向于使用汇编语言来编写接口程序。然而，随着单片机编程逐渐向C语言过渡，如何在C语言环境下实现DS18B20的高效驱动成为了一个重要的课题。本文将详细介绍DS18B20的工作原理，并提供一种基于C51语言的接口程序设计方法。
#### 二、DS18B20技术特性
- **高精度**：DS18B20提供了12位的温度转换精度，能够确保±0.5°C的准确度和0.0625°C的分辨率。
- **全数字化通信**：传感器直接输出数字信号，减少了外界环境对信号的影响，提高了数据传输的可靠性。
- **简洁的布线**：只需三根线（+5V电源、地线和一根数字I/O总线）即可完成数据传输。若采用寄生电源模式，则只需两根线（数字I/O总线和地线）。
#### 三、DS18B20操作过程
##### 1. 精确延时问题
为满足DS18B20严格的I/O时序要求，需要实现精确延时。根据操作需求不同，延时可分为短时间和较长时间两种类型。
- **短时间延时**：小于10μs的延时可通过插入NOP指令实现。
- **较长时间延时**：例如15μs、90μs、270μs、540μs等，可以通过编写特定的延时函数实现。示例代码如下：
```c
void Delay15(unsigned char n) {
do {
_nop_();
_nop_();
_nop_();
n--;
} while (n);
}
```
该函数实现大约15μs×n的延时。
##### 2. 底层基本操作
- **初始化**：所有通过单线总线的操作均以初始化序列开始。初始化序列包括CPU发送的复位脉冲和随后由DS18B20返回的存在脉冲。示例代码如下：
```c
void RST18B20(void) {
DS18B20 = 0; // 发送复位脉冲
Delay15(36); // 延时540μs
DS18B20 = 1; // 恢复
Delay15(6); // 延时90μs
Error_DS18B20 = DS18B20; // 读取存在脉冲
}
```
#### 四、C51接口程序设计
在C51环境下实现DS18B20的接口程序设计主要涉及到以下几个步骤：
1. **初始化**：通过初始化函数确保DS18B20处于正确的工作状态。
2. **读写操作**：编写用于读取或设置温度值的函数。
3. **数据处理**：解析从DS18B20读取的数据，并将其转换为易于理解的形式。
4. **错误处理**：添加适当的错误检测和处理机制以确保程序的健壮性。
### 结论
DS18B20以其卓越的性能和简单的设计被广泛应用于各种工业自动化和智能家居系统中。通过本文提供的方法，可以在C51环境下实现DS18B20的有效驱动，从而简化开发流程并提高系统的整体性能。未来，随着更多类似传感器的发展，掌握这类传感器的集成和编程技术将成为自动化领域的重要技能之一。
ysdqh2013-05-20内容不详细，用处不大。
