例说单片机数据通信之单总线数据传输

作者：liklon

　　纯单片机干不了大事，必须得配上各种外设，那么了解单片机与传感器之间的数据通信就显得必不可少了。常见的单片机数据通信方式有SPI,IIC,RS232，单总线等等。每种通信方式都有相应的时序图，分析时序图并完成代码的编写是单片机学习者的必修课。本文以DS18B20为例分析一下单总线数据传输。



　　DS18B20是单总线数据传输，因此对于时序的要求就非常的高，学会分析其时序图是非常有必要的。

　　1.初始化时序图分析：



　　首先是由总线控制器拉低总线，维持480us。在480us后释放总线，由上拉电阻讲总线拉高。等待5-60us后，DS18B20开始响应，会将数据总线拉低60-240us.之后便释放总线，由上拉电阻拉高总线。转换为代码如下：

u8 dsbInit() //初始化，返回0表示DS18B20无反应，反之有响应
{
　　      dsbDQStat(0); //控制器拉低总线
　　      delay500us(); //拉低总线一段时间
　　      dsbDQStat(1); //释放总线
　　      delay60us(); //等待DS18B20响应
　　      if(dsb_DQ) //如果没有相应直接返回0
　　      {
　　      return 0;
　　}
　　delay240us(); //有响应则等待响应结束
　　return 1; //返回初始化状态
}

　　2.读时序图分析：



首先由控制器将总线拉低>1us的时间，此时控制器释放总线，如果此时控制器采样为低电平，那么读到的值便是0，如果为高电平，则读到的值为1。注意图中标有一个15us，其意思便是控制器采样在15us内完成。15us后是由上拉电阻将总线拉高维持45us。整个读周期为15+45=60us。这个周期的时间也是得控制的。转换为代码如下：

u8 dsbReadByte() //读出一个字节的数据，从低位开始读取
{
　　u8 i,tmp = 0;
　　for(i = 0;i < 8;i++)
　　{
　　      dsbDQStat(0); //控制器拉低总线
　　       tmp >>= 1; //低位开始读
　　      dsbDQStat(1); //释放总线
　　      if(dsb_DQ) tmp |= 0x80;
　　      delay15us();
　　      delay45us(); //控制周期时间
　　}
　　return tmp;
}

　　3.写时序图分析：



　　首先由控制器拉低总线15us，之后，如果要写入0，则继续拉低总线并为此45us.如果要写入1则释放总线由上拉电阻拉高总线，也为此45us。写时序相对比较简单，转换为代码如下：

void dsbWriteByte(u8 dat)//写一个字节的数据，从低位开始
{
　　u8 i;
　　for(i = 0;i < 8;i++)
　　{
　　      dsbDQStat(0); //控制器拉低总线
　　      delay15us(); //维持15us
　　      if(dat & 0x01) dsbDQStat(1);
　　      else dsbDQStat(0);
　　      dat >>= 1;
　　      delay45us();
　　      dsbDQStat(1); //45us后释放总线
　　}
}

　　DS18B20的三个时序图就分析完了，DS18B20只是单总线数据通信中的一个例子，大家了解了DS18B20时序图的分析，那么就可以试试分析DHT11的时序图完成其初始化函数，以及读数据函数。