冰箱ds18b20温度传感器（ds18b20温度传感器openwrt入门经典教程）

ds18b20 温度传感器

本实验目标

掌握 ds18b20 的驱动程序原理

掌握使用 ds18b20 温度传感器

1. 硬件原理

下图是我们温度传感器的接入引脚， 3.3V 供电， io 口接 P13 的 GP0( GPIO0 的简称 )。

DS18B20 数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式， 磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有 LTM8877 ，LTM8874 等等。主要根据应 用场合的不同而改变其外观。封装后的 DS18B20 可用于电缆沟测温，高炉水循环测温， 锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐 磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

2. 单总线的概念

目前常用的微机与外设之间进行数据传输的串行总线主要有 I2C 总线、SPI 总线和 SCI 总线。其中 I2C 总线以同步串行 2 线方式进行通信（一条时钟线，一条数据线） ，SPI 总 线则以同步串行 3 线方式进行通信（一条时钟线，一条数据输入线，一条数据输出线） ， 而 SCI 总线是以异步方式进行通信（一条数据输入线，一条数据输出线） 。这些总线至少 需要两条或两条以上的信号线。

1-wire ， 即单 线 总线 ，又 叫单 总线 。近 年来 ， 美 国的 达 拉斯 半 导 体公 司 （ DALLASSEMICONDUCTOR ） 推出了一项特有的单总线（ 1－Wire Bus）技术。该技术

与上述总线不同，它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向 的，因而这种单总线技术具有线路简单，硬件开销少，成本低廉，便于总线扩展和维护等优 点。

3. ds18b20 相关时序

初始化(复位)时序图：

（ 1 ） 先将数据线置高电平“1” 。

（ 2 ） 延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点）

（ 3 ） 数据线拉到低电平“0” 。

（ 4 ） 延时 750 微秒（该时间的时间范围可以从 480 到 960 微秒） 。

（ 5 ） 数据线拉到高电平“1” 。

（ 6 ） 延时等待（如果初始化成功则在 15 到 60 微秒时间之内产生一个由 DS18B20 所 返回的低电平“0” 。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待， 不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制） 。

（ 7 ） 若 CPU 读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高 电平算起（第（ 5 ）步的时间算起）最少要 480 微秒。

（ 8 ） 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。

写 ds18b20 时序图：

（ 1 ） 数据线先置低电平“0” 。

（ 2 ） 延时确定的时间为 15 微秒。

（ 3 ） 按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位） 。

（ 4 ） 延时时间为 45 微秒。

（ 5 ） 将数据线拉到高电平。

（ 6 ） 重复上（ 1 ）到（ 6 ）的操作直到所有的字节全部发送完为止。

（ 7 ） 最后将数据线拉高。

读 ds18b20 时序图：

（ 1 ）将数据线拉高“1” 。

（ 2 ）延时 2 微秒。

（ 3 ）将数据线拉低“0” 。

（ 4）延时 3 微秒。

（ 5 ）将数据线拉高“1” 。

（ 6）延时 5 微秒。

（ 7）读数据线的状态得到 1 个状态位，并进行数据处理。

（ 8）延时 60 微秒。

4. 驱动程序 （需要详细注释的话参考 cc2540/cc2530 的 ds18b20 程序）

关于字符设备驱动程序的使用，我们可以参照点亮 led 灯的那个实验，这里只给出跟 ds18b20 密切相关的驱动程序，详细的程序请查看我们的驱动文件！

//配置连接温度传感器的引脚

#define DS18B20_L #define DS18B20_H #define DS18B20_OUT #define DS18B20_IN #define DS18B20_STA

*GPIO21_0_DATA &= ~(1<<0) //低电平 *GPIO21_0_DATA |= (1<<0) //高电平 *GPIO21_0_DIR |= (1<<0) //输出 *GPIO21_0_DIR &= ~(1<<0) //输入 *GPIO21_0_DATA & 0x01

//寄存器定义

volatile unsigned long *GPIO21_0_DIR;

volatile unsigned long *GPIO21_0_DATA;

//复位 ds18b20 传感器

static unsigned char ds18b20_reset(void)

{

unsigned char ret = 0; unsigned char count = 0;

DS18B20_OUT;

DS18B20_H;

udelay(100);

DS18B20_L;

udelay(600);

DS18B20_H;

udelay(45);

DS18B20_IN;

do {

ret = DS18B20_STA;

udelay(1);

count ;

}

while(ret != 0 && count<50);

DS18B20_OUT;

udelay(400);

DS18B20_H;

return ret;

}

//从 ds18b20 读取一个字节

static unsigned char read_byte(void)

{

unsigned char i,byte=0;

DS18B20_OUT;

DS18B20_H;

udelay(100);

for(i = 0; i<8; i )

{

byte >>= 1;

DS18B20_L;

udelay(4);

DS18B20_H;

udelay(2);

if(DS18B20_STA == 1)

byte |= 0x80;

udelay(10);

}

return byte;

}

//向 ds18b20 写入一个字节

static unsigned char write_byte(unsigned char byte)

{

unsigned char i;

DS18B20_OUT;

DS18B20_H;

udelay(100);

for(i = 0; i<8; i )

{

DS18B20_L; if( byte & 0x01 )

DS18B20_H;

else

DS18B20_L;

udelay(40);

DS18B20_H;

byte >>= 1;

}

udelay(10);

}

//从 ds18b20 中读出温度数据

static unsigned int read_temp(void)

{

unsigned int t = 0 , l = 0;

if(ds18b20_reset())

{

printk("step1,reset_ds18b20 error!\n");

return 0;

}

write_byte(0xcc); write_byte(0x44); udelay(4);

if(ds18b20_reset())

{

printk("step2,reset_ds18b20 error!\n");

return 0;

}

write_byte(0xcc);

write_byte(0xbe);

l = read_byte();

t = read_byte();

t <<= 8;

t = l;

return t;

}

5. 应用程序

int main(int argc, char **argv)

{

int fd; float t;

unsigned int tmp = 0; //打开温度传感器驱动模块

fd = open("/dev/ds18b20", O_RDWR | O_NONBLOCK);

if (fd < 0)

{

printf("can't open!\n");

return -1;

}

read(fd, &tmp, sizeof(tmp));

t = tmp * 0.0625; //这里是对 ds18b20 读取结果的精度补偿

printf("the current temperature is %f\n",t);

close(fd);

return 0;

}

6. 实验结果

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