一般来说,总线数越少,连接就越简单,因而串行总线嵌入式元件在许多应用场合颇受欢迎。但正因为只有1根线,该类元件的编程要紧扣硬件和时钟,难度大于I2C总线和SPI总线。本文以数字温度传感器DSl8B20为例,介绍一种实用和简单的编程方案。 标题中的"1-Wire温度传感器的快速编程"指的是利用单总线(1-Wire)协议对数字温度传感器DS18B20进行编程的过程。1-Wire协议是一种通信协议,它只需要一根信号线就能实现设备间的数据传输,因此在简化硬件连接的同时,也增加了编程的复杂性。 1-Wire协议的难点在于其严格的时序控制,因为数据的发送和接收都是通过同一根线完成的。描述中提到,这种类型的编程相比于I2C和SPI总线来说更具挑战性,因为后两者都有多条线来分别负责数据传输的不同方面。 DS18B20是一款常见的1-Wire数字温度传感器,它内部集成了温度转换器、存储器和1-Wire接口。为了简化编程,我们可以忽略某些高级功能,例如温度报警高限TH和低限TL的设置,通常这些可以在主机(如单片机)上实现,避免对DS18B20的EEPROM进行不必要的写入操作。 此外,DS18B20有多种命令,包括光刻ROM命令和RAM相关的命令。在仅需要基本温度测量的情况下,可以只使用跳过ROM命令(Skip ROM)进行通信,这样就不需要读取或处理ROM中的序列号。对于RAM相关的命令,只需关注"ConvertT"命令启动温度转换和"ReadScratch"命令读取温度值及CRC。 编程时的关键时序在于读时槽(read timeslots)的处理,主机需要在特定时间内检测DS18B20在数据线上输出的数据。这要求主机具备较快的响应速度,比如使用主频为4 MHz的单片机PIC16F628A可以满足这一要求。 描述中给出的简单实用程序设计方案主要包括以下步骤: 1. 初始化1-Wire总线。 2. 发送"ConvertT"命令启动温度转换,等待大约750 ms让转换完成。 3. 发送"ReadScratch"命令读取9字节的Scratchpad,包括温度值和CRC。 4. 检查CRC,如果正确则结束本次测量,否则进行错误处理。 5. 错误处理可以包含重试机制,如果连续多次CRC错误,则执行特定的错误处理流程。 这种编程方案已经在实际的气象温度测量中得到验证,证明其稳定性和可靠性。通过精简不必要的功能和优化时序控制,1-Wire温度传感器DS18B20可以有效地集成到各种需要温度监控的系统中。
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