DS18B20
硬件核心 · 死都要记住
核心特性
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通信接口：1-Wire 单总线，仅需 1 个 I/O 管脚 + 地线通信
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唯一标识：内置 64 位唯一序列号，支持单总线多设备组网
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供电方式：数据线寄生供电 / 外部 3.0V~5.5V 供电，无需额外电源
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硬件设计：无需外围元件，电路简单，支持分布式多路温度采集
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测量指标：量程 - 55℃ ~ +125℃；-10℃~85℃范围内精度 ±0.5℃
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分辨率：用户自定义 9~12 位，对应不同转换时间和测量精度
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附加功能：可编程非易失性存储器，支持过温 / 低温报警触发
一句话核心：单总线通信、12位分辨率、补码输出、三步操作
引脚（TO-92封装，底部视角）
常见封装
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TO-92：最常见的直插封装，引脚为 GND、DQ、VDD（从左到右，底部视角）。
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SO (150 mils) / DS18B20Z：贴片封装。
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μSOP / DS18B20U：小型贴片封装。
引脚功能
| 引脚名称 | 功能说明 |
|---|---|
| GND | 地线，必须连接到系统地。 |
| DQ | 单总线通信接口，同时在寄生电源模式下作为供电端口；需外接约 10kΩ 上拉电阻。 |
| VDD | 外部电源输入（3.0V–5.5V）；在寄生模式下可接地，用于芯片识别 VDD 状态。 |
| N.C. | 未连接引脚，使用时悬空即可。 |
电路铁律
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DQ必须接10kΩ上拉电阻 → 否则通信失败
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唯一I/O口，单总线 = 1根线既供电又通信
温度数据格式
16位补码，分辨率0.0625℃
高8位（MSB） + 低8位（LSB） = 16位有符号整数
实际温度 = 16位整数值 ÷ 16.0
位分配（12位模式）
| 位 | 15~11 | 10~4 | 3~0 |
|---|---|---|---|
| 含义 | 符号位（S） | 7位整数 | 4位小数 |
| 说明 | 全S=负数 | 0~127 | 0.0625℃/位 |
经典数值 · 背下来
| 温度 | 十六进制 | 二进制 | 特征 |
|---|---|---|---|
| +85℃ | 0x0550 | 0000 0101 0101 0000 | 上电默认值 |
| +25.0625 | 0x0191 | 0000 0001 1001 0001 | 0.0625精度演示 |
| +0.5 | 0x0008 | 0000 0000 0000 1000 | 小数位=1000 |
| -0.5 | 0xFFF8 | 1111 1111 1111 1000 | 补码负温度 |
| -55 | 0xFC90 | 1111 1100 1001 0000 | 量程下限 |
记忆口诀：
正数直接除16，负数补码取反加一除16
寄存器结构 · 读写要清楚
高速暂存器（9字节，只读前2字节）
共 9 个字节，上电复位后默认值为 0x0550（对应 85℃）：
| 地址 | 名称 | 类型 | 复位值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 温度值低 8 位（LSB） | 只读 | 0x50 | 温度数据的低 8 位，包含小数部分 |
| 1 | 温度值高 8 位（MSB） | 只读 | 0x05 | 温度数据的高 8 位，包含符号位和整数部分 |
| 2 | TH 或用户字节 1 | 读写 | EEPROM | 温度报警高值（补码），可写入 EEPROM 保存 |
| 3 | TL 或用户字节 2 | 读写 | EEPROM | 温度报警低值（补码），可写入 EEPROM 保存 |
| 4 | 配置寄存器 CR | 读写 | EEPROM | 用于设置温度分辨率（9–12 位） |
| 5–7 | 保留位 | 只读 | 0xFF, 0x0C, 0x10 | 厂家保留，不可修改 |
| 8 | CRC 校验字节 | 只读 | - | 暂存器 0–7 数据的 CRC 校验码 |
配置寄存器（重点）
| 分辨率 | 位b6~b5 | 精度 | 转换时间 | 考频 |
|---|---|---|---|---|
| 9位 | 00 | 0.5℃ | 94ms |  |
| 10位 | 01 | 0.25℃ | 188ms | |
| 11位 | 10 | 0.125℃ | 375ms | |
| 12位 | 11 | 0.0625℃ | 750ms | |
默认/最常用：12位
改分辨率：0x4E → 写TH/TL/配置寄存器
单总线时序 · 三步不能乱（工作流程）
铁律：初始化 → ROM指令 → 功能指令
顺序错一步，设备就装死
1. 初始化 DS18B20（最关键时序）（复位+存在脉冲）
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单片机拉低总线至少 480us（复位脉冲），然后释放总线（拉高）
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DS18B20 检测到后，拉低总线60~240us（存在脉冲）作为应答
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单片机在 60~240us 内读取总线电平，低电平 = 初始化成功，高电平 = 失败
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DS18B20 释放总线后，总线由上拉电阻拉回高电平
bit init_ds18b20(void)
{
bit initflag;
DQ = 1; Delay_onewire(12);
DQ = 0; Delay_onewire(80); // 拉低480us+
DQ = 1; Delay_onewire(10); // 释放+等待应答
initflag = DQ; // 0=成功，1=失败
Delay_onewire(5);
return initflag;
}
成功标志：initflag = 0
失败原因：上拉电阻没接/线序错/时序不对
2. 执行 ROM 指令（单设备无脑0xCC）
总线上仅 1 个 DS18B20 时，直接发跳过 ROM 指令 0xCC（蓝桥杯重点）；多设备需用搜索 ROM（0xF0）/ 读取 ROM（0x33）。
| 指令 | 代码 | 场景 |
|---|---|---|
| 跳过ROM | 0xCC | 单设备，最常用 |
| 读ROM | 0x33 | 读64位ID |
| 搜索ROM | 0xF0 | 多设备识别 |
蓝桥杯只用0xCC
3. 执行功能指令（蓝桥杯核心常用 3 条）
发送功能指令前必须完成初始化 + ROM 指令，核心常用指令如下：
| 指令 | 代码 | 作用 | 步骤 |
|---|---|---|---|
| 温度转换 | 0x44 | 启动测量 | 发完等待转换结束 |
| 读暂存器 | 0xBE | 读温度数据 | 连读2字节（low+high） |
| 写暂存器 | 0x4E | 写TH/TL/配置 | 连写3字节 |
| 拷贝 | 0x48 | 写入EEPROM | 掉电保存 |
代码模板 · 考场上直接默写
延时函数（12MHz晶振专用）
void Delay_onewire(unsigned int t)
{
t *= 12;
while(t--);
}
写字节（低位先发）
void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{
unsigned char i;
for(i=0; i<8; i++)
{
DQ = 0;
DQ = dat & 0x01;
Delay_onewire(5);
DQ = 1;
dat >>= 1;
Delay_onewire(5);
}
}
读字节（低位先收）
unsigned char Read_DS18B20(void)
{
unsigned char i, dat = 0;
for(i=0; i<8; i++)
{
DQ = 0;
dat >>= 1;
DQ = 1;
if(DQ) dat |= 0x80;
Delay_onewire(5);
}
return dat;
}
六、最终核心 · 读温度函数
背下来，一字不改
float rd_temperature(void)
{
unsigned char low, high;
int temp;
init_ds18b20(); // 1. 复位
Write_DS18B20(0xCC); // 2. 跳过ROM
Write_DS18B20(0x44); // 3. 启动转换
init_ds18b20(); // 4. 再次复位（等转换完）
Write_DS18B20(0xCC); // 5. 跳过ROM
Write_DS18B20(0xBE); // 6. 读暂存器
low = Read_DS18B20(); // 7. 读LSB
high = Read_DS18B20(); // 8. 读MSB
temp = (high << 8) | low; // 合成16位补码
return temp / 16.0; // 温度值（含负数）
}
为什么能直接除16.0？
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12位分辨率 = 0.0625℃ = 1/16
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补码整数 ÷ 16.0 = C语言自动转浮点
七、常见死因排查（考场救命）
| 现象 | 最可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 一直读85℃ | 上电默认值，没启动转换 | 检查0x44有没有发 |
| 读回0xFF/0x00 | 时序不对/上拉电阻没接 | 检查Delay_onewire |
| 温度跳变 | 没等转换完 | 750ms延时或二次复位 |
| 负数不对 | 补码没理解 | 直接用temp/16.0 |
八、考前5分钟速记卡
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【DS18B20必背】
引脚：GND、DQ、VDD
上拉：10kΩ
数据格式：16位补码 / 16.0
上电值：+85℃ = 0x0550
分辨率：12位 = 0.0625℃
三步曲：复位 → 0xCC → 功能
功能1：0x44 启动转换
功能2：0xBE 读温度
读温度：low+high → (high<<8)|low → /16.0
单总线、0xCC、0x44、0xBE、读两字节、除16.0 → 完事