1.引言

　　1-Wire總線技術具有節(jié)省I/O資源、結構簡單、成本低廉，便于總線擴展和方便維護等特點。因此在分布式測溫系統(tǒng)中有著廣泛的應用。而美國DALLAS公司生產的單總線智能溫度傳感器DS18B20是采用1-Wire總線技術的典型產品［2］。DS18B20通過單線按照1-Wire協(xié)議傳送特定的命令序列并進行數據通信。該系列產品有個很重要的特性就是在出廠前每個器件都被寫入了唯一的64位ROM 碼即序列號，最低有效字節(jié)為家族代碼。代表器件的類型。如DS1990A的家族碼為01H，DS18B20的家族碼為28H。由于在同一條1-Wire 總線上可同時掛接多個相同系列或不同系列的1-Wire 器件，因此主機必須能夠決定如何正確地訪問位于1-Wire 總線上的各個器件。64位ROM 碼中家族碼提供了器件的類型，隨后的6 個字節(jié)是器件的唯一序列號，用以區(qū)分同一個系列的不同器件。該序列號可作為1-Wire 總線上器件的地址。這樣1-Wire 總線上的所有器件連同主機就構成了一個微型局域網。它們之間通過一條公共線來進行通信［5］。

　　2.數字溫度傳感器特性與功能塊圖。

　　DS18B20的核心功能就是可以直接轉換成數字量。由于每一個智能溫度傳感器DS18B20有一個唯一的64位序列號。允許多個DS18B20在同一條總線上工作。因此可以用一個單片機在一個大范圍內控制多個數字溫度傳感器DS18B20，經常用于環(huán)境溫度控制、溫度監(jiān)測系統(tǒng)以及過程監(jiān)測和控制系統(tǒng)中。1-Wire 器件64位序列號的最高有效字節(jié)是循環(huán)冗余校驗CRC 碼。該值基于前面的56位數據。當系統(tǒng)主機開始與某個器件進行通信時，可以從低位開始讀取8個ROM 字節(jié)即64位序列號。

　　1-Wire總線技術的溫度傳感器DS18B20溫度的測量范圍為 - 55℃ ～ + 125℃ 。便箋存儲器中包含兩個字節(jié)溫度寄存器用于存儲溫度傳感器的數字輸出。另外提供一個字節(jié)報警上限TH和一個字節(jié)報警下限TL寄存器。還有一個字節(jié)組態(tài)寄存器。組態(tài)寄存器允許用戶設置分辨率為9 ～ 12位。分別對應溫度值0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃。TH、、TL和組態(tài)寄存器可以存放在EEPROM中，因此當系統(tǒng)掉電時，TH、、TL和組態(tài)寄存器中的數據仍將保存。1-Wire總線技術的溫度傳感器DS18B20功能塊如圖1所示。

圖1 1-Wire技術的溫度傳感器DS18B20功能塊圖

　　3.數字溫度傳感器ROM命令和功能命令。

　　為了能夠使1-Wire總線技術的溫度傳感器DS18B20正常工作，需要按照一定順序執(zhí)行相關命令。首先進行初始化，其次執(zhí)行ROM命令，最后執(zhí)行DS18B20功能命令。常用的ROM命令有5個。每個命令均為一個字節(jié)。在發(fā)送DS18B20功能命令之前，主CPU必須發(fā)布適當的ROM命令。對ROM的五種操作命令有ROM搜索命令（代碼為F0H），ROM命令（代碼為33H），匹配ROM命令（代碼為55H），跳過ROM命令（代碼為CCH）和搜索報警命令（代碼為ECH）。

　　當主CPU使用了ROM命令之后，如果訪問想要通信的從設備DS18B20時，主CPU能夠發(fā)布一個DS18B20功能命令。1-Wire總線技術的溫度傳感器DS18B20功能命令主要有5條。這些命令允許主CPU讀或寫DS18B20的便箋存儲器，開始溫度轉換以及決定電源的模式。DS18B20功能命令如下所述。

　　1.溫度轉換命令（代碼為44H）使DS18B20開始轉換。轉換完畢的溫度數據存放在兩個字節(jié)的溫度寄存器中。

　　2.寫便箋存儲器命令（代碼為4EH）允許主CPU 寫3個字節(jié)數據到便箋存儲器中。第一個數據字節(jié)被寫入到TH寄存器中，第二個數據字節(jié)被寫入到TL寄存器中，第三個數據字節(jié)被寫入到組態(tài)寄存器中。數據寫入從最低有效位開始。在主CPU發(fā)出復位脈沖之前，三個字節(jié)必須被寫完。

　　3.讀便箋存儲器命令（代碼為BEH）允許主CPU 讀出便箋存儲器中的內容。數據傳輸從字節(jié)0的最低有效位開始到字節(jié)8。便箋存儲器中的9個字節(jié)內容被讀出。其中字節(jié)8為CRC校驗碼。如果只需要讀出便箋存儲器中的部分字節(jié)，主CPU可以隨時發(fā)出復位脈沖終止讀操作。

　　4.拷貝便箋存儲器命令（代碼為48H）將拷貝便箋存儲器字節(jié)2、3、4即TH 、TL和組態(tài)寄存器內容到EEPROM。

　　5.從EEPROM重新調出命令（代碼為B8H）將從EEPROM重新調出TH 、TL和組態(tài)寄存器內容，并將數據放置到便箋存儲器字節(jié)2、3、4中。上電時從EEPROM重新調出命令（代碼為B8H）將會自動執(zhí)行。