1-Wire总线与DS18B20应用仿真

　　1-Wire总线的基本通信协议

　　作为一种单主机多从机的总线系统，在一条1-Wire总线上可挂接的从器件数量几乎不受限制。为了不引起逻辑上的冲突，所有从器件的1- Wire总线接口都是漏极开路的，因此在使用时必须对总线外加上拉电阻（一般取5kΩ左右）。主机对1-Wire总线的基本操作分为复位、读和写三种，其中所有的读写操作均为低位在前高位在后。复位、读和写是1-Wire总线通信的基础，下面通过具体程序详细介绍这3种操作的时序要求。（程序中DQ代表1 -Wire总线，定义为P1.0，uchar定义为unsigned char）

　　1 1-Wire总线的复位

　　复位是1-Wire总线通信中最为重要的一种操作，在每次总线通信之前主机必须首先发送复位信号。如程序1.1所示，产生复位信号时主机首先将总线拉低480～960μs然后释放，由于上拉电阻的存在，此时总线变为高电平。1-Wire总线器件在接收到有效跳变的15～60μs内会将总线拉低60～240μs，在此期间主机可以通过对DQ采样来判断是否有从器件挂接在当前总线上。函数Reset（）的返回值为0表示有器件挂接在总线上，返回值为1表示没有器件挂接在总线上。

　　程序1.1 总线复位

　　uchar Reset(void)
　　{
　　　uchar tdq;
　　　DQ=0;  //主机拉低总线
　　　delay480μs(); //等待480μs
　　　DQ=1; //主机释放总线
　　　delay60μs();  //等待60μs
　　　tdq=DQ;  //主机对总线采样
　　　delay480μs();  //等待复位结束
　　　return tdq;  //返回采样值
　　}

　　2 1-Wire总线的写操作

　　由于只有一条I/O线，主机1-Wire总线的写操作只能逐位进行，连续写8次即可写入总线一个字节。如程序1.2所示，当MCS-51单片机的时钟频率为12MHz时，程序中的语句_nop_();可以产生1μs的延时，调用此函数时需包含头文件“intrins.h”。向1-Wire总线写1bit至少需要60μs，同时还要保证两次连续的写操作有1μs以上的间隔。若待写位wbit为0则主机拉低总线60μs然后释放，写0操作完成。若待写位wbit为1，则主机拉低总线并在1～15μs内释放，然后等待60μs，写1操作完成。

　　程序1.2 向总线写1bit

　　void Writebit(uchar wbit)
　　{
 　　_nop_();
　　//保证两次写操作间隔1μs以上
 　　DQ=0;
　　 _nop_();
　　//保证主机拉低总线1μs以上
　　 if(wbit)
 　　{            
　　//向总线写1
　　 DQ=1;
　　delay60μs();
　　 }
　　 else
　　 {            
　　//向总线写0
　　 delay60μs();
　　 DQ=1;
　　　}
　　}

　　3 1-Wire总线的读操作

　　与写操作类似，主机对1-Wire总线的读操作也只能逐位进行，连续读8次，即可读入主机一个字节。从1-Wire总线读取1bit同样至少需要60μs，同时也要保证两次连续的读操作间隔1μs以上。如程序1.3所示，从总线读数据时，主机首先拉低总线1μs以上然后释放，在释放总线后的 1～15μs内主机对总线的采样值即为读取到的数据。

　　程序1.3 从总线读1bit

　　uchar Readbit()
　　{
　　 uchar tdq;
　　 _nop_();
　　//保证两次连续写操作间隔1μs以上
　　 DQ=0;
　　 _nop_(); 
　　//保证拉低总线的时间不少于1μs
　　 DQ=1;
　　 _nop_();
　　 tdq=DQ; 
　　//主机对总线采样
　　 delay60μs();
　　//等待读操作结束
　　 return tdq;
　　//返回读取到的数据
　　}

　　数字温度传感器DS18B20