DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。

　　技術(shù)性能描述

　　1. 獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。

　　2. 測溫范圍 －55℃～+125℃，固有測溫分辨率0.5℃。

　　3. 支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在的三線上。

　　4. 工作電源: 3~5V/DC

　　5. 在使用中不需要任何外圍元件

　　6. 測量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送

DS18b20封裝

DS18B20 引腳功能： GND 電壓地 ?DQ 單數(shù)據(jù)總線 ?VDD 電源電壓 ?NC 空引腳

　　DS18b20與處理器的連接

　　DS18B20 工作原理及應(yīng)用

　　DS18B20 的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。在講解其工作流程之前我們有必要了解 18B20的內(nèi)部存儲器資源。18B20 共有三種形態(tài)的存儲器資源。它們分別是：

　　ROM 只讀存儲器：

　　用于存放 DS18B20ID 編碼，其前 8 位是單線系列編碼（DS18B20 的編碼是19H） ，后面48 位是芯片的序列號， 8位是以上 56的位的 CRC碼（冗余校驗）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設(shè)置不由用戶更改。DS18B20 共 64 位 ROM。

　　RAM 數(shù)據(jù)暫存器：

　　用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20 共9 個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為 8 位。第1、2 個字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 3、4 個字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復(fù)位時其值將被刷新。第 5 個字節(jié)則是用戶第 3 個 EEPROM的鏡像。第 6、7、8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。第 9 個字節(jié)為前 8個字節(jié)的 CRC碼。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)， DS18B20共3位EEPROM，并在 RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。

　　控制器對 18B20 操作流程：

　　1、 復(fù)位：首先我們必須對 DS18B20 芯片進行復(fù)位，復(fù)位就是由控制器（單片機）給 DS18B20單總線至少 480uS 的低電平信號。當 18B20 接到此復(fù)位信號后則會在 15~60uS 后回發(fā)一個芯片的存在脈沖。

　　2、 存在脈沖：在復(fù)位電平結(jié)束之后，控制器應(yīng)該將數(shù)據(jù)單總線拉高，以便于在 15~60uS 后接收存在脈沖，存在脈沖為一個 60~240uS 的低電平信號。至此，通信雙方已經(jīng)達成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與 18B20 間的數(shù)據(jù)通信。如果復(fù)位低電平的時間不足或是單總線的電路斷路都不會接到存在脈沖，在設(shè)計時要注意意外情況的處理。

　　3、 控制器發(fā)送 ROM 指令：雙方打完了招呼之后要將進行交流了，ROM 指令共有 5條，每一個工作周期只能發(fā)一條，ROM指令分別是讀 ROM 數(shù)據(jù)、指定匹配芯片、跳躍 ROM、芯片搜索、報警芯片搜索。ROM 指令為 8 位長度，功能是對片內(nèi)的 64位光刻 ROM進行操作。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個器件并作處理。誠然，單總線上可以同時掛接多個器件，并通過每個器件上所獨有的 ID號來區(qū)別，一般只掛接單個 18B20芯片時可以跳過 ROM 指令（注意：此處指的跳過 ROM指令并非不發(fā)送 ROM 指令，而是用特有的一條“跳過指令” ）

　　4、 控制器發(fā)送存儲器操作指令：在 ROM 指令發(fā)送給 18B20 之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。操作指令同樣為 8 位，共 6 條，存儲器操作指令分別是寫 RAM 數(shù)據(jù)、讀RAM 數(shù)據(jù)、將 RAM 數(shù)據(jù)復(fù)制到 EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將 EEPROM中的報警值復(fù)制到 RAM、工作方式切換。存儲器操作指令的功能是命令 18B20 作什么樣的工作，是芯片控制的關(guān)鍵。

　　5、 執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個存儲器操作指令結(jié)束后則將進行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個操作要視存儲器操作指令而定。如執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令則控制器（單片機）必須等待 18B20 執(zhí)行其指令，一般轉(zhuǎn)換時間為 500uS。如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴格遵循 18B20 的讀寫時序來操作。

　　若要讀出當前的溫度數(shù)據(jù)我們需要執(zhí)行兩次工作周期，個周期為復(fù)位、跳過 ROM 指令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換存儲器操作指令、等待 500uS 溫度轉(zhuǎn)換時間。緊接著執(zhí)行第二個周期為復(fù)位、跳過 ROM指令、執(zhí)行讀 RAM 的存儲器操作指令、讀數(shù)據(jù)（多為 9 個字節(jié)，中途可停止，只讀簡單溫度值則讀前 2 個字節(jié)即可）。其它的操作流程也大同小異，在此不多介紹。關(guān)于ds18b20的數(shù)據(jù)手冊網(wǎng)上資源較為豐富，這里不再詳細介紹，下面是基于ARM-LINUX的驅(qū)動程序，在arm-gcc 編譯后測試通過。

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　　MODULE_LICENSE("GPL");

　　#define GPHCON (*(volatile unsigned int *)S3C2410_GPHCON)

　　#define GPHDAT (*(volatile unsigned int *)S3C2410_GPHDAT)

　　#define GPHUP (*(volatile unsigned int *)S3C2410_GPHUP)

　　static int ds18b20_major = 230;        /*靜態(tài)申請設(shè)備號*/

　　struct cdev cdev;

　　struct class *my_class;

　　spinlock_t lock;

　　dev_t dev = 0;

　　int number_of_devices = 1;

　　/*配置為輸入模式*/

　　void set_conIN(void)

　　{

　　GPHCON &= ~(1<<19);

　　GPHCON &= ~(1<<18);

　　}

　　/*配置為輸出模式*/

　　void set_conOUT(void)

　　{

　　GPHCON |= (1<<18);

　　GPHCON &= ~(1<<19);

　　}

　　/*引腳置位*/

　　void set_data(int i)

　　{

　　if( i == 0 ){

　　GPHDAT &= ~(1<<9);

　　}else if( i == 1 ){

　　GPHDAT |= (1<<9);

　　}

　　}

　　/*復(fù)位ds18b20*/

　　unsigned int reset_ds18b20(void)

　　{

　　unsigned int retValue;

　　set_conOUT();

　　set_data(1);

　　__udelay(1);

　　set_data(0);

　　__udelay(600);

　　set_data(1);

　　__udelay(20);

　　set_conIN();

　　__udelay(100);

　　/*稍做延時后 如果x=0則初始化成功

　　x=1則初始化失*/

　　retValue = (GPHDAT >> 9) & 0x01;

　　printk("init is %d\n",retValue);

　　return retValue;

　　}

　　/*讀取一位溫度*/

　　unsigned int read_bit(void)

　　{

　　spin_lock(&lock);

　　set_conOUT();

　　//set_data(1);

　　//__udelay(2);

　　set_data(0);

　　__udelay(2);

　　set_conIN();

　　__udelay(1);

　　spin_unlock(&lock);

　　return ((GPHDAT >> 9) & 0x01);

　　}

　　/*寫一位命令*/

　　void write_bit(char bitValue)

　　{

　　spin_lock(&lock);

　　set_conOUT();

　　set_data(0);

　　__udelay(15);

　　if( bitValue == 1 ){

　　set_data(1);

　　}else{

　　set_data(0);

　　}

　　spin_unlock(&lock);

　　__udelay(45);

　　set_conIN();

　　__udelay(2);

　　}

　　/*寫命令*/

　　void write_cmd(char cmd)

　　{

　　unsigned char i;

　　unsigned char temp;

　　for(i=0; i<8;i++){

　　temp = cmd>>i;

　　temp &= 0x01;

　　write_bit(temp);

　　}

　　//__udelay(10);

　　}

　　/*打開設(shè)備*/

　　static int ds18b20_open(struct inode *inode,struct file *filp)

　　{

　　printk (KERN_INFO "HEY! device opened\n");

　　//GPHUP &= ~(1<<9);

　　GPHUP |= (1<<9);

　　spin_lock_init(&lock);

　　return 0;

　　}

　　/*讀取數(shù)據(jù)*/

　　static int ds18b20_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos)

　　{

　　char lowValue=0,highValue=0;

　　unsigned int i;

　　//float value;

　　if(reset_ds18b20()){

　　printk("init error\n");

　　}

　　__udelay(400);

　　set_conOUT();

　　set_data(1);

　　write_cmd(0xCC);

　　write_cmd(0x44);

　　__udelay(100000);

　　if(reset_ds18b20()){

　　printk("init error\n");

　　}

　　__udelay(400);

　　set_conOUT();

　　set_data(1);

　　write_cmd(0xcc);

　　write_cmd(0xBE);

　　/*讀取溫度轉(zhuǎn)化數(shù)值*/

　　for(i=0; i<8; i++){

　　if( read_bit() ){

　　lowValue |= (0x01<<i);

　　}

　　__udelay(62);

　　}

　　printk("lowValue is %d\n",lowValue);

　　for(i=0; i<8; i++){

　　if( read_bit() ){

　　highValue |= (0x01<<i);

　　}

　　__udelay(62);

　　}

　　printk("highValue is %d\n",highValue);

　　#if 0

　　i = highValue;

　　i <<= 8;

　　i = i|lowValue;

　　value = i*0.0625;

　　printk("kernel is %d\n",value);

　　#endif

　　highValue <<= 4;

　　highValue |= ((lowValue&0xf0)>>4) ;

　　/*拷貝內(nèi)核數(shù)據(jù)到用戶空間*/

　　copy_to_user(buffer, &highValue, sizeof(highValue));

　　return 0;

　　}

　　/*寫命令，在此置空*/

　　static int ds18b20_write(struct file *file, const char *buffer, size_t count, loff_t * ppos)

　　{

　　return 0;

　　}

　　static int ds18b20_release(struct inode *inode,struct file *filp)

　　{

　　printk (KERN_INFO "device closed\n");

　　return 0;

　　}

　　static int ds18b20_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)

　　{

　　return 0;

　　}

　　struct file_operations ds18b20_fops ={

　　.owner = THIS_MODULE,

　　.open = ds18b20_open,

　　.read = ds18b20_read,

　　.write = ds18b20_write,

　　.ioctl = ds18b20_ioctl,

　　.release = ds18b20_release,

　　};

　　static void ds18b20_setup_cdev(void)

　　{

　　int error,devno = MKDEV(ds18b20_major,0);

　　cdev_init(&cdev,&ds18b20_fops);

　　cdev.owner = THIS_MODULE;

　　cdev.ops = &ds18b20_fops;

　　error = cdev_add(&cdev,devno,1);

　　if( error )

　　printk(KERN_INFO"Error %d adding ds18b20 %d\n",error,0);

　　my_class = class_create(THIS_MODULE,"my_class");

　　if(IS_ERR(my_class))

　　{

　　printk("Err: failed in creating class.\n");

　　return;

　　}

　　device_create(my_class,NULL,devno,NULL,"ds18b20");

　　}

　　/*注冊設(shè)備*/

　　static int ds18b20_init(void)

　　{

　　int result;

　　dev = MKDEV(ds18b20_major,0);

　　if(ds18b20_major)

　　result = register_chrdev_region(dev,1,"ds18b20");

　　else{

　　result = alloc_chrdev_region(&dev,0,1,"ds18b20");

　　ds18b20_major=MAJOR(dev);

　　}

　　if( result < 0 ){

　　printk(KERN_WARNING"ds18b20:unable to get major %d\n",ds18b20_major);

　　return result;

　　}

　　if(ds18b20_major == 0 )

　　ds18b20_major = result;

　　ds18b20_setup_cdev();

　　printk("ds18b20 initialized.\n");

　　return 0;

　　}

　　static void __exit ds18b20_exit(void)

　　{

　　dev_t devno = MKDEV (ds18b20_major, 0);

　　device_destroy(my_class,devno);

　　class_destroy(my_class);

　　cdev_del (&cdev);

　　unregister_chrdev_region (devno, number_of_devices);

　　printk("ds18b20_major=%d\n",ds18b20_major);

　　printk("ds18b20 device uninstalled\n");

　　}

　　module_init(ds18b20_init);

　　module_exit(ds18b20_exit);