项目功能项目知识点与技能点项目知识准备软件设计硬件电路项目实施【项目功能】【项目知识点与技能点】【项目知识准备】1、单总线概述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。这些总线至少需要两条或两条以上的信号线。近年来，美国的达拉斯半导体（DALLASSEMICONDUCTOR）推出了一项特有的数据传输技术。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。这种具有线路简单，硬件开销，成本低廉，便于总线扩展和维护的数据传输技术被称之为单总线技术2、单总线的工作原理简单的说，单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制都由这根线完成。设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线。单总线通常要求外接一个约为4.7kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时，其状态为高电平。主机和从机之间的通信可通过3个步骤完成，分别为初始化单总线器件、识别单总线器件和交换数据。由于它们是主从结构，只有主机呼叫从机时，从机才能应答，因此主机访问单总线器件都必须严格遵循单总线命令序列，即初始化、ROM、命令功能命令。如果出现序列混乱，单总线器件将不响应主机（搜索ROM命令，报警搜索命令除外）。3、使用单总线技术控制多个从机设备的基本原理及示意单总线适用于单主机系统，能够控制一个或多个从机设备。主机可以是微控制器，从机可以是单总线器件，它们之间的数据交换只通过一条信号线。当只有一个从机设备时，系统可按单节点系统操作；当有多个从机设备时，系统则按多节点系统操作。下图所示是单总线多节点系统的示意图。通常把挂在单总线上的器件称之为单总线器件，单总线器件内一般都具有控制、收/发、存储等电路。为了区分不同的单总线器件，厂家生产单总线器件时都要刻录一个64位的二进制ROM代码，以标志其ID号。对于每一个单总线器件，都有一个唯一的ID号与之相对应。在主机对其进行操作时，先对单总线上所有的单总线器件进行ID识别，然后确定要操作的单总线器件并匹配其ID号，最后通过读写指令对其进行操作。这样，便能保证所有单总线上各点与主机之间通讯畅通无阻、准确无误。4、单总线器件DS18B20的相关知识1）DS18B20基本知识DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，线路简单，在一根通信线可以挂很多这样的数字温度字温度传感器，十分方便。（1）DS18B20产品的特点a、只要求一个端口即可实现通信。b、在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。c、实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。d、测量温度范围在－55℃到＋125℃之间。e、数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。f、内部有温度上、下限告警设置。（2）、DS18B20的引脚介绍TO－92封装的DS18B20的引脚排列见图DS18B20的引脚排列图其引脚功能如下GND：信号地DQ：数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。VDD：可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。2）DS18B20的读写方法由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求，DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。（1）DS18B20的复位时序所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。数据和命令的传输都是低位在先。（2）DS18B20的读数据时序对于DS18B20，数据的读取时序可分为读0和读1两个过程。DS18B20的读时序是从主机把单总线拉低之后，在15us之内就得释放单总线，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。下图为DS18B20的读取数据时序图。（3）DS18B20的写数据时序DS18B20的写数据时序同样可以分为写0和写1两个过程，但在时序操作上与读取数据时序有所不同。当要写0时序时，单总线要被拉低至少60us，