单总线协议
⼀、单总线协议（1-wire）
1.定义：主机和从机⽤⼀根总线进⾏通信，是⼀种半双⼯的通信⽅式，单线=时钟线+数据线+控制线（ +电源线）。理想状况下⼀条总线上的从器件数量⼏乎不受数量限制。
2.特点：这是由达拉斯半导体公司推出的⼀项通信技术。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。
3.优点：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。
⼆、单总线通信过程
所有的单总线器件要求采⽤严格的通信协议， 以保证数据的完整性。该协议定义了⼏种信号类型：复位脉冲、 应答脉冲、 写0、写1、 读0和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都由主机发出同步信号。并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前，这⼀点与多数串⾏通信格式不同（多数为字节的⾼位在前）。
（1）初始化序列：复位和应答脉冲
初始化过程 = 复位脉冲 + 从机应答脉冲。
主机通过拉低单总线480 ~ 960 us产⽣复位脉冲，然后释放总线，进⼊接收模式。主机释放总线时，会产⽣低电平跳变为⾼电平的上升沿，单总线器件检测到上升沿之后，延时15 ~ 60 us，单总线器件拉低总线60 ~ 240 us来产⽣应答脉冲。主机接收到从机的应答脉冲说明单总线器件就绪，初始化过程完成。
初始化时序图如下所⽰：
（2）写间隙
写间隙有两种，包括写0的时间隙和写1的时间隙。
当数据线拉低后，在15 ~ 60 us的时间窗⼝内对数据线进⾏采样。如果数据线为低电平，就是写0，如果数据线为⾼电平，就是写1。主机要产⽣⼀个写1时间隙，就必须把数据线拉低，在写时间隙开始后的15 us内允许数据线拉⾼。主机要产⽣⼀个写0时间隙，就必须把数据线拉低并保持60 us。
写时间隙时序图如下所⽰：
（3）读时间隙
当主机把总线拉低是，并保持⾄少1 us后释放总线，必须在15 us内读取数据。
单总线器件仅在主机发出读时隙时，才向主机传输数， 所以， 在主机发出读数据命令后，必须马上产⽣读时隙，以便从机能够传输数据。所有读时隙⾄少需要 60us， 且在两次独⽴的读时隙之间⾄少需
要 1us的恢复时间，每个读时隙都由主机发起， ⾄少拉低总线 1us （图5所⽰）。在主机发起读时隙之后，单总线器件才开始在总线上发送 0 或1。 若从机发送1，则保持总线为⾼电平；若发送 0， 则拉低总线。当发送 0 时，从机在该时隙结束后释放总线 。由上拉电阻将总线拉回⾄空闲⾼电平状态。从机发出的数据在起始时隙之后，保持有效时间 15us ，因⽽，主机在读时隙期间必须释放总线 ，并且在时隙起始后的 15 us 之内采样总线状态。
读时间隙时序图如下所⽰：
三、单总线实例—DS18B20
当主机对多个DS18B20的某⼀设备进⾏操作时，主机⾸先逐个与挂在总线设备挂接，使⽤搜索ROM(FOh)指令，读出其序列号(33H)，然后发送匹配指令(55h)，紧接着提供64位序列号，之后就是操作该DS18B20了。
如果只有⼀个DS18B20测温，就不需要搜索ROM、读ROM以及匹配ROM操作了，只需要指令跳过ROM(CCh)指令，就可指令温度转换
(44h)和读取温度(BEh)操作了。#include  "ds18b20.h"#include  "delay.h" //  //实验平台：STM32F103          //  //复位DS18B20void  DS18B20_Rst (void )    {                  DS18B20_IO_OUT ();  //SET PG11 OUTPUT    DS18B20_DQ_OUT =0;  //拉低DQ    delay_us (750);    //拉低750us    DS18B20_DQ_OUT =1;  //DQ=1  delay_us (15);      //15US
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delay_us (15);      //15US }//等待DS18B20的回应//返回1：未检测到DS18B20的存在//返回0：存在u8 DS18B20_Check (void )    {    u8 retry =0; DS18B20_IO_IN (); //SET PG11 INPUT      while  (DS18B20_DQ_IN &&retry <200) {  retry ++;  delay_us (1); };  if (retry >=200)return  1; else  retry =0;    while  (!DS18B20_DQ_IN &&retry <240) {  retry ++;  delay_us (1); }; if (retry >=240)return  1;      return  0;}//从DS18B20读取⼀个位//返回值：1/0u8 DS18B20_Read_Bit (void )  {    u8 data ; DS18B20_IO_OUT (); //SET PG11 OUTPUT    DS18B20_DQ_OUT =0;  delay_us (2);    DS18B20_DQ_OUT =1;  DS18B20_IO_IN (); //SET PG11 INPUT  delay_us (12); if (DS18B20_DQ_IN )data =1;    else  data =0;      delay_us (50);              return  data ;}//从DS18B20读取⼀个字节//返回值：读到的数据u8 DS18B20_Read_Byte (void )    {            u8 i ,j ,dat ;    dat =0; for 
(i =1;i <=8;i ++)  {        j =DS18B20_Read_Bit ();        dat =(j <<7)|(dat >>1);    }              return  dat ;}//写⼀个字节到DS18B20//dat ：要写⼊的字节void  DS18B20_Write_Byte (u8 dat )      {                u8 j ;    u8 testb ; DS18B20_IO_OUT (); //SET PG11 OUTPUT;    for  (j =1;j <=8;j ++)  {        testb =dat &0x01;        dat =dat >>1;        if  (testb )        {
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{            DS18B20_DQ_OUT =0; // Write 1            delay_us (2);                                        DS18B20_DQ_OUT =1;            delay_us (60);                    }        else          {            DS18B20_DQ_OUT =0; // Write 0            delay_us (60);                        DS18B20_DQ_OUT =1;            delay_us (2);                                  }    }}//开始温度转换void  DS18B20_Start (void ) {                            DS18B20_Rst ();    DS18B20_Check ();      DS18B20_Write_Byte (0xcc ); // skip rom    DS18B20_Write_Byte (0x44); // convert } //初始化DS18B20的IO ⼝ DQ 同时检测DS 的存在//返回1：不存在//返回0：存在      u8 DS18B20_Init (void ){  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure ;    RCC_APB2PeriphClockCmd (RCC_APB2Periph_GPIOG , ENABLE );  //使能PORTG ⼝时钟    GPIO_InitStructure .GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;    //PORTG.11 推挽输出  GPIO_InitStructure .GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;      GPIO_InitStructure .GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz ;  GPIO_Init (GPIOG , &GPIO_InitStructure );  GPIO_SetBits (GPIOG ,GPIO_Pin_11);    //输出1 DS18B20_Rst (); return  DS18B20_Check ();}  //从ds18b20得到温度值//精度：0.1C //返回值：温度
值 （-550~1250） short  DS18B20_Get_Temp (void ){    u8 temp ;    u8 TL ,TH ; short  tem ;    DS18B20_Start  ();    // ds1820 start convert    DS18B20_Rst ();    DS18B20_Check ();      DS18B20_Write_Byte (0xcc ); // skip rom    DS18B20_Write_Byte (0xbe ); // convert        TL =DS18B20_Read_Byte ();  // LSB      TH =DS18B20_Read_Byte ();  // MSB              if (TH >7)    {        TH =~TH ;        TL =~TL ;        temp =0;    //温度为负      }else  temp =1;    //温度为正
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总结
单总线技术以其线路简单、硬件开销少、成本低廉、软件设计简单优势⽽有着⽆可⽐拟的应⽤前景。基于单总线技术能较好地解决传统识别器普遍存在的携带不便、易损坏、易受腐馈、易受电磁⼲扰等不⾜，可应⽤于⾼度安全的门禁、⾝份识别等领域。其通信可靠简单，很容易实现。因此单总线技术有着⼴阔的应⽤前景，是值得产注的⼀个发展领域。    }else  temp =1;    //温度为正          tem =TH ;      //获得⾼⼋位    tem <<=8;        tem +=TL ;    //获得底⼋位    tem =(float )tem *0.625;  //转换    if (temp )return  tem ;  //返回温度值  else  return  -tem ;    }
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157#ifndef  __DS18B20_H #define  __DS18B20_H #include  "sys.h"  //            ////IO ⽅向设置#define  DS18B20_IO_IN ()  {GPIOG ->CRH &=0XFFFF0FFF ;GPIOG ->CRH |=8<<12;}#define  DS18B20_IO_OUT () {GPIOG ->CRH &=0XFFFF0FFF ;GPIOG ->CRH |=3<<12;}IO 操作函数              #define  DS18B20_DQ_OUT PGout (11) //数据端⼝ PA0 #define  DS18B20_DQ_IN  PGin (11)  //数据端⼝ PA0    u8 DS18B20_Init (void );//初始化DS18B20short  DS18B20_Get_Temp (void );//获取温度void  DS18B20_Start (void );//开始温度转换void  DS18B20_Write_Byte (u8 dat );//写⼊⼀个字节u8
DS18B20_Read_Byte (void );//读出⼀个字节u8 DS18B20_Read_Bit (void );//读出⼀个位u8 DS18B20_Check (void );//检测是否存在DS18B20void  DS18B20_Rst (void );//复位DS18B20    #endif
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