DS18B学习51单片机时，几乎各种开发板都有它的身影。
很惭愧，学了好久的单片机也没有用过DS18B20。
DS18B20引脚定义
1-Wrie signaling
初始化程序-复位和脉冲存在
读/写间隙（READ/WRITE TIME SLOTS）
写时隙（WRITE TIME SLOTS）
读时隙（READ TIME SLOTS）
DS18B20
温度测量
报警信号
64位光刻ROM编码
存储（MEMORY）
配置寄存器（CONFIGURATION REGISTER）
指令表
ROM命令
搜索ROM[F0h]
读取ROM[33h]
匹配ROM[55h]
跳过ROM[CCh]
警报搜索[ECh]
DS18B20功能命令
温度转换[44h]
写入临时存储器[4Eh]
读取临时存储器[BEh]
临时存储器副本[488h]
召回EEPROM[B8h]
读取供电模式[B4h]
代码实现
有关DS18B20的操作函数
处理函数
参考资料
DS18B20引脚定义
没有时钟信号的单总线模式是如何传输数据的？
根据DS18B20英文数据手册，可知(以下参考英文数据手册翻译，可能不允许！
1-Wrie signaling
DS18B20使用严格的 1-Wrie 确保数据完整性的通信协议。
复位脉冲、存在脉冲、写入0、写入1、读取0和读取1。
总线主控器除脉冲外，还执行所有这些信号。
初始化程序-复位和脉冲存在
，该序列来自主机的复位脉冲和DS18B20存在脉冲组成。如图13所示。DS18B当20发送脉冲以响应复位时，它指示主机已经在总线上并准备好操作。
在初始化序列中，总线主控器至少通过拉下单总线 1ms 来传输（TX）复位脉冲。然后总线主控器释放总线并进入接收模式（RX）。当总线释放时，拉高单总线DS18B当20检测到上升沿时，它等待15μs至60μs，然后将单线总线拉低600μs至240μs传输存在脉冲
读/写间隙（READ/WRITE TIME SLOTS）
写入时间隙时，总线主机将数据写入DS18B20.在读取间隙期间DS18B20读取数据。。
写时隙（WRITE TIME SLOTS）
有两种类型的写入时隙：“写入1”时隙和“写入0”时隙。总线主机使用写入1时隙将逻辑1写入DS18B20，使用写入0时隙将逻辑0写入DS18B20。所有写入时隙的持续时间必须至少为，各个写入时隙之间的恢复时间至少为1μs。这两种类型的写入时隙都是由主机将单线总线拉低而启动的（见图14）。
在将单总线拉低后，总线主机必须在15μs内释放单总线。释放总线时，5kΩ 上拉电阻器会将总线拉高。在将1线总线拉低后，总线主机必须在该时隙的持续时间（至少60μs）内继续保持总线低。
DS18B20在主设备启动写入时隙后持续15μs到60μs的窗口期间对单线总线进行采样。如果总线在采样窗口期间处于高电平，则会向DS18B20写入1。如果总线是低电平，则将0写入DS18B20。
读时隙（READ TIME SLOTS）
因此，主机必须在发出读取暂存寄存器(Read Scratchpa)[BEh]或读取供电模式(Read Power Supply )[B4h]命令后立即生成读取时隙，以便DS18B20能够提供请求的数据。此外，在发出温度转换(Convert T)[44h]或拷贝 EEPROM (Recall E)[B8h]命令后，主机可以生成读取时隙，以了解操作状态，如DS18B20功能命令部分所述。
所有读取时隙的持续时间必须至少为，时隙之间的恢复时间至少为1μs。主设备启动读取时隙后，DS18B20将开始在总线上传输1或0。DS18B20通过保持总线高电平传输1，通过拉低总线传输0。DS18B20的输出数据在启动读取时隙的下降沿后15μs内有效。因此，主机必须释放总线，然后从读开始的15μs内对总线状态进行采样。
图15说明，对于读取时隙， INIT、 RC 和 SAMPLE之和必须小于15μs。
图16显示，通过尽可能短地保持 INIT和 RC，并在15μs周期接近结束时的读取时隙中定位主采样时间，使系统定时裕度最大化。
以上图均来自 UMW 公司的数据手册。
DS18B20
温度测量
DS18B20的核心功能是直接温度-数字测量。其温度转换可由用户自定义为9、10、11、12位精度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃分辨率。值得注意的是，上电。DS18B20上电后工作在低功耗闲置状态下。主设备必须向DS18B20发送温度转换命令(Convert T)[44h]才能开始温度转换。温度转换后，温度转换的值将会保存在暂存存储器的温度寄存器中，并且DS18B20将会恢复到闲置状态。如果DS18B20是由外部供电，当发送完温度转换命令(Convert T)[44h]后，主设备可以执行“读数据时序”，若此时温度转换正在进行DS18B20将会响应“0”，若温度转换完成则会响应“1”。如果DS18B20是由“寄生电源”供电，该响应的技术将不能使用，因为在整个温度转换期间，总线必须强制拉高。("寄生电源"供电暂时不考虑，麻烦，想了解看手册吧)
DS18B20输出温度数据以为单位进行校准；对于华氏温度应用程序，必须使用查找表或转换例程。温度数据作为16位符号扩展2的补码存储在温度寄存器中（见图2）。符号位指示温度是正温度还是负温度：对于，对于。如果DS18B20配置为12位分辨率，则温度寄存器中的所有位都将包含有效数据。对于11位分辨率，位0未定义。对于10位分辨率，位1和0未定义，对于9位分辨率，位2、1和0未定义。表1给出了12位分辨率转换的数字输出数据和相应温度读数的示例。
报警信号
DS18B20执行温度转换后，将温度值与存储在1字节的TH和TL寄存器中的用户定义的两个补码报警触发值进行比较（见图3）。符号位指示值是正值还是负值：对于正数S=0，对于负数S=1。TH和TL寄存器是非易失性的（EEPROM），因此当设备断电时，它们将保留数据。TH和TL可以通过暂存器的字节2和3访问。
因为过温和低温（TH和TL）温度报警寄存器是一个8位的寄存器，所以在于其比较时温度寄存器的4位至11位才是有效的数据。如果温度转换数据小于或等于TL及大于或等于TH，DS18B20内部的报警标志位将会被置位。该标志位在每次温度转换之后都会更新，因此，如报警控制消失，该标志位在温度转换之后将会关闭。
主设备可以通过报警查询命令(Alarm Search)[ECh]查询该总线上的DS18B20设备的报警标志位。任何一个报警标志位已经置位的DS18B20设备都会响应该命令，因此，主设备可以确定到底哪个DS18B20设备存在温度报警。如果温度报警存在，并且过温和低温（TH和TL）温度报警寄存器已经被改变，则下一个温度转换值必须验证其温度报警标志位。
64位光刻ROM编码
每片DS18B20的片内ROM中都存有一个独一无二的64位的编码。在该内ROM编码的低8位保存有DS18B20的分类编码：28h。中间的48位保存有独一无二的序列号。最高8位保存片内ROM中前56位的循环冗余校验（CRC）值。
存储（MEMORY）
DS18B20的存储器组织结构如图7所示。该存储器包含了SRAM暂存寄存器和存储着过温和低温（TH和TL）温度报警寄存器及配置寄存器的非易失性EEPROM。值得注意的是当DS18B20的温度报警功能没有用到的时候，过温和低温（TH和TL）温度报警寄存器可以当做通用功能的存储单元。
暂存寄存器中的Byte 0和Byte 1分别作为温度寄存器的低字节和高字节。同时这两个字节是只读的。Byte 2和Byte 3作为过温和低温（TH和TL）温度报警寄存器。Byte 4保存着配置寄存器的数据，详见“配置寄存器”章节。Byte 5、6、7作为内部使用的字节而保留使用，不可被写入。
暂存寄存器的Byte 8为只读字节，其中存储着该暂存寄存器中Byte 0至Byte 7的循环冗余校验（CRC）值。DS18B20计算该循环冗余校验（CRC）值的方法在“循环冗余校验（CRC）计算”章节中有详细描述。
使用写暂存寄存器命令[4Eh]才能将数据写入Byte 2、3、4中；这些写入DS18B20中的数据必须从Byte 2中最低位开始。为了验证写入数据的完整性，该暂存寄存器可以在写入后再读出来（采用读暂存寄存器命令[BEh]）。当从暂存寄存器中读数据时，从1-Wire总线传送的数据是以Byte 0的最低位开始的。为了将暂存寄存器中的过温和低温（TH和TL）温度报警值及配置寄存器数据转移至EEPROM中，主设备必须采用拷贝暂存寄存器命令(Copy Scratchpad)[48h]。
在EEPROM寄存器中的数据在设备断电后是不会丢失的；在设备上电后EEPROM的值将会重新装载至相对应的暂存寄存器中。当然，在任何其他时刻EEPROM寄存器中的数据也可以通过重新装载EEPROM命令[B8h]将数据装载至暂存寄存器中。主设备可以在产生读时序后，紧跟着发送重新装载EEPROM命令，则如果DS18B20正在进行重新装载将会响应0电平，若重新装载已经完成则会响应1电平。
配置寄存器（CONFIGURATION REGISTER）
暂存寄存器中的Byte 4包含着配置寄存器；如图8所示。用户通过改变表2中R0和R1的值来配置DS18B20的分辨率。上电默认为R0=1及R1=1（12位分辨率）。需要注意的是，转换时间与分辨率之间是有制约关系的。Bit 7和Bit 0至Bit 4作为内部使用而保留使用，不可被写入。
指令表
操作RAM
| 指令 | 约定代码 | 功能 |
|---|---|---|
| 温度转换 | 44H | 启动DS18B20进行温度转换，结果存入内部9字节RAM中 |
| 读缓存器 | BEH | 读内部RAM中9字节内容 |
| 写缓存器 | 4EH | 发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令 |
| 复制缓存器 | 48H | 将RAM中第3、4字节的内容复制到EEPROM中 |
| 重调EEPROM | B8H | 将EEPROM中的内容恢复到RAM中的第3、4字节 |
| 读供电方式 | B4H | 读DS18B20的供电模式 |
操作ROM
| 指令 | 约定代码 | 功能 |
|---|---|---|
| 读ROM | 33H | 读DS18B20温度传感器ROM中的编码 |
| 匹配ROM | 55H | 发出此命令后，接着发出64位ROM编码， 访问单总线上与该编码相对应的DS18B20使之作出响应 |
| 搜索ROM | F0H | 确定挂接在同一总线上DS18B20的个数和识别64位ROM地址 |
| 跳过ROM | CCH | 略ROM地址，直接向DS18B20发送命令 |
| 警报搜索 | ECH | 执行后只有温度超过设定值上限或下限的器件才做出响应 |
ROM命令
当总线上的主设备检测到了存在脉冲后，就可以执行ROM命令。这些命令是对每个设备独一无二的64位ROM编码进行操作的，当总线上连接有多个设备时，可以通过这些命令识别各个设备。这些命令同时也可以使主设备确定该总线上有多少个什么类型的设备或者有温度报警信号的设备。总共包含有5种ROM命令，每个命令的长度都是8 Bit。主设备在执行DS18B20功能命令之前必须先执行一个适当的ROM命令。ROM命令的执行流程图如图11所示。
搜索ROM[F0h]
当系统上电初始化后，主设备必须识别该总线上所有的从设备的ROM编码，这样就可以使得主设备确定总线上的从设备的类型及数量。主设备学习ROM编码是一个清除的过程，则主设备要根据需要循环地发送搜索ROM[F0h]命令（搜索ROM命令跟随着数据交换）来确定总线上所有的从设备。如果仅有一个从设备在该总线上，更加简单的读取ROM命令（下一段落有详解）可以代替搜索ROM的过程。
读取ROM[33h]
该命令在总线上仅有一个从设备时才能使用。该命令使得总线上的主设备不需要搜索ROM命令过程就可以读取从设备的64位ROM编码。当总线上有超过一个从设备时，若再发送该命令，则当所有从设备都会回应时，将会引起数据冲突。
匹配ROM[55h]
该匹配ROM命令之后跟随发送64位的ROM编码使得总线上的主设备能够匹配特定的从设备。只有完全匹配该64位ROM编码的从设备才会响应总线上的主设备发出的功能命令；总线上的其他从设备将会等待下下一个复位脉冲。
跳过ROM[CCh]
主设备可以使用该命令来同时向总线上的所有从设备发送不要发送任何的ROM编码命令。例如，主设备通过向总线上所有的DS18B20发送跳过ROM命令后再发送温度转换[44h]命令，则所有设备将会同时执行温度转。
需要注意的是，当总线上仅有一个从设备时，读取暂存寄存器[BEh]命令后面可以跟随跳过ROM命令。在这种情况下，主设备可以读取从设备中的数据而不发送64位ROM编码。当总线上有多个从设备时，若在跳过ROM命令后再发送读取暂存寄存器命令，则所有的从设备将会同时开始传送数据而导致总线上的数据冲突。
警报搜索[ECh]
该命令的操作与跳过ROM命令基本相同，但是不同的是只有警报标志置位的从设备才会响应。该命令使得主设备确定在最近一次温度转换期间是否有DS18B20有温度报警。当所有的报警搜索命令循环执行后，总线上的主设备必须回到事件序列中的第一步（初始化）。详见“操作报警信号”章节。
DS18B20功能命令
当总线上的主设备通过ROM命令确定了哪个DS18B20能够进行通信时，主设备可以向其中一个DS18B20发送功能命令。这些命令使得主设备可以向DS18B20的暂存寄存器写入或者读出数据，初始化温度转换及定义供电模式。DS18B20的功能命令在下面详细描述，在表3中总结及图12中的流程图。
温度转换[44h]
该命令为初始化单次温度转换。温度转换完后，温度转换的数据存储在暂存寄存器的2个字节长度的温度寄存器中，之后DS18B20恢复到低功耗的闲置状态。如果该设备是采用的“寄生电源”供电模式，在该命令执行10uS（最大）后主设备在温度转换期间必须强制拉高数据线（“DS18B20的供电”章节所描述）。如果该设备是采用的外部供电模式，主设备在温度转换命令之后可以执行读取数据时序，若DS18B20正在进行温度转换则会响应0电平，温度转换完成则响应1电平。在“寄生电源”供电模式下，因为在整个温度转换期间总线都是强制拉高的状态，故不会有上述响应。
写入暂存寄存器[4Eh]
该命令使得主设备向DS18B20的暂存寄存器写入3个字节的数据。第一个字节的数据写入TH寄存器（暂存寄存器的 Byte 2），第二个字节的数据写入TL寄存器（Byte 3），第三个字节的数据写入配置寄存器（Byte 4）。所有的数据必须是以低位先发的原则。所有的三个字节的数据在写入之前主设备必须先对从设备复位，否则数据将会损坏。
读取暂存寄存器[BEh]
该命令使得主设备可以读取暂存寄存器中存储的值。数据从Byte 0的低位开始传送直到第9个字节（Byte 8 - CRC）读取完毕。主设备若只需要暂存寄存器中的部分数据，则可以在读取数据中通过复位来终止。
拷贝暂存寄存器[48h]
该命令为将暂存寄存器中的TH、TL及配置寄存器（Byte 2，Byte 3和Byte 4）的值拷贝至EEPROM中。如果该设备采用的“寄生电源”供电模式，在该命令发送后10us（最大）内主设备必须强制拉高1-Wire总线超过10ms。如“DS18B20的供电”章节中详述。
召回EEPROM[B8h]
该命令将温度报警触发值（TH和TL）及配置寄存器的数据从EEPROM中召回至暂存寄存器中的Byte 2，Byte 3和Byte4中。主设备可以在召回EEPROM命令之后执行读取数据时序，若DS18B20正在进行召回EEPROM则会响应0电平，召回EEPROM完成则响应1电平。召回数据操作在上电初始化后会自动执行一次，所以设备在上电期间暂存寄存器中一直会有有效的数据。
读取供电模式[B4h]
主设备通过执行该命令之后再执行读取数据时序来确定总线上的DS18B20是否是由“寄生电源”供电。在读取数据时序中，“寄生电源”供电的DS18B20将会拉低总线，外部电源独立供电模式的DS18B20则会释放总线让其保持在高电平。更多详细请参阅“DS18B20的供电”章节
代码实现
有关DS18B20的操作函数
对于此部分函数，我觉得Ds18b20Init()等待检测的DS18B20拉低总线的时间周期太长，1ms内已经错过了DS18B20拉低总线的时间。
//定义DSPORT为单总线接口
//延时1ms函数
void Delay1ms(uint y)
{
uint x;
for( ; y>0; y--)
{
for(x=110; x>0; x--);
}
}
//初始化DS18B20
uchar Ds18b20Init()
{
uchar i;
DSPORT = 0; //将总线拉低480us~960us
i = 70;
while(i--);//延时642us
DSPORT = 1; //然后拉高总线，如果DS18B20做出反应会将在15us~60us后总线拉低
i = 0;
while(DSPORT) //等待DS18B20拉低总线
{
Delay1ms(1); //这里，我认为它等待时间太长了，应该在480us内检测！
i++;
if(i>5)//等待>5MS
{
return 0;//初始化失败
}
}
return 1;//初始化成功
}
//写1个字节给DS18B20
void Ds18b20WriteByte(uchar dat)
{
uint i, j;
for(j=0; j<8; j++)
{
DSPORT = 0; //每写入一位数据之前先把总线拉低1us
i++;
DSPORT = dat & 0x01; //然后写入一个数据，从最低位开始
i=6;
while(i--); //延时68us，持续时间最少60us
DSPORT = 1; //然后释放总线，至少1us给总线恢复时间才能接着写入第二个数值
dat >>= 1;
}
}
//读1个字节
uchar Ds18b20ReadByte()
{
uchar byte, bi;
uint i, j;
for(j=8; j>0; j--)
{
DSPORT = 0;//先将总线拉低1us
i++;
DSPORT = 1;//然后释放总线
i++;
i++;//延时6us等待数据稳定
bi = DSPORT; //读取数据，从最低位开始读取
/*将byte左移一位，然后与上右移7位后的bi，注意移动之后移掉那位补0。*/
byte = (byte >> 1) | (bi << 7);
i = 4; //读取完之后等待48us再接着读取下一个数
while(i--);
}
return byte;
}
//让DS18B20转换温度
void Ds18b20ChangTemp()
{
Ds18b20Init();
Delay1ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0x44); //温度转换命令
//Delay1ms(100); //等待转换成功，而如果你是一直刷着的话，就不用这个延时了
}
//读取温度指令
void Ds18b20ReadTempCom()
{
Ds18b20Init();
Delay1ms(1);
Ds18b20WriteByte(0xcc); //跳过ROM操作命令
Ds18b20WriteByte(0xbe); //发送读取温度命令
}
//读取温度函数
int Ds18b20ReadTemp()
{
int temp = 0;
uchar tmh, tml;
Ds18b20ChangTemp(); //先写入转换命令
Ds18b20ReadTempCom(); //然后等待转换完后发送读取温度命令
tml = Ds18b20ReadByte(); //读取温度值共16位，先读低字节
tmh = Ds18b20ReadByte(); //再读高字节
temp = tmh;
temp <<= 8;
temp |= tml;
return temp;
}
处理函数
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : datapros()
* 函数功能 : 温度读取处理转换函数
* 输 入 : temp //就是Ds18b20ReadTemp()返回值。
* 输 出 : TEMP 计算完毕的温度值。
*******************************************************************************/
void datapros(int temp)
{
float tp;
if(temp< 0) //当温度值为负数
{
DisplayData[0] = 0x40; // -
//因为读取的温度是实际温度的补码，所以减1，再取反求出原码
temp=temp-1;
temp=~temp;
tp=temp;
temp=tp*0.0625*100+0.5;
//留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点
//后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就
//算加上0.5，还是在小数点后面。
}
else
{
DisplayData[0] = 0x00;
tp=temp;//因为数据处理有小数点所以将温度赋给一个浮点型变量
//如果温度是正的那么，那么正数的原码就是补码它本身
temp=tp*0.0625*100+0.5;
//留两个小数点就*100，+0.5是四舍五入，因为C语言浮点数转换为整型的时候把小数点
//后面的数自动去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是进1了，小于0.5的就
//算加上0.5，还是在小数点后面。
}
return TEMP;
}
参考资料
DS18B20数据手册-中文版 - 知乎https://zhuanlan.zhihu.com/p/453052826友台(WMW)DS18B20数据手册
美信(MAXIM)DS18B20数据手册
普中科技CH6800-ES v2.0 光盘资料