温度检测模块 DS18B20 数据解析_ds18b20数据格式

目录

1. DSB18B20结构框图解析

2. 64-bit ROM（发送时低位优先）

3. 16-bit 温度寄存器

4. 8-bit 配置寄存器

5. 8-bit CRC校验

6.DSB18b20命令格式

7.DSB18b20通信实例实测

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1. DSB18B20结构框图解析

2. 64-bit ROM（发送时低位优先）

注释：家族码也是产品系列编码，DS18B20 为 0x28，DS1822 为 0x22。

3. 16-bit 温度寄存器

16bit温度寄存器由符号位和数据位组成，根据配置寄存器的设置，决定数据寄存器的数据位。

例如：DS18B20默认配置寄存器为12位，则数据位为b0~b10， b11为符号位。

0000 0 000 1010 0010  （0x00A2）=> 0xA2 * 0.0625 = 10.125℃。

1111 1  111  0101 1110  （0xFF5E）=> 对数据位取反码后加1，得到数据 0xA2，则温度为 -10.125℃。

0000 0 000 0000 1000  （0x0008）=> 0.5℃

1111 1 111 1111  1000   （0xFFF8）=> -0.5℃

4. 8-bit 配置寄存器

5. 8-bit CRC校验

CRC = x8 + X5 + X4 + 1

5.1 CRC计算方法1

// 输入：U64 dat：需要校验的数据，最多64bit；
//      U32 bitNum:需要验证的数据位数
// 返回：U8 crc
U8 DS18B20AnalyzerSettings::ComputeCrc(U64 dat, U32 bitNum)
{
    U8 crc8 = 0;
    U8 pBuf = 0;
    for (U32 i = 0; i < bitNum; i++) {
        pBuf = U8(dat >> i) & 0x01;
        if ((crc8 ^ pBuf) & 0x01) {
            crc8 ^= 0x18;
            crc8 >>= 1;
            crc8 |= 0x80;
        } else {
            crc8 >>= 1;
        }
    }
    return crc8;
}

5.2 CRC计算方法2_查表法

//CRC查表法: x8 + x5 + x4 + 1
U32 CRC8Table[] = {
  0, 94, 188, 226, 97, 63, 221, 131, 94, 156, 126, 32, 163, 253, 31, 65,
  157, 195, 33, 127, 252, 162, 64, 30, 95, 1, 227, 189, 62, 96, 130, 220,
  35, 125, 159, 193, 66, 28, 254, 160, 225, 191, 93, 3, 128, 222, 60, 98,
  190, 224, 2, 92, 223, 129, 99, 61, 124, 34, 192, 158, 29, 67, 161, 255,
  70, 24, 250, 164, 39, 121, 155, 197, 132, 218, 56, 102, 229, 187, 89, 7,
  219, 133, 103, 57, 186, 228, 6, 88, 25, 71, 165, 251, 120, 38, 196, 154,
  101, 59, 217, 135, 4, 90, 184, 230, 167, 249, 27, 69, 198, 152, 122, 36,
  248, 166,  68, 26, 153, 199, 37, 123, 58, 100, 134, 216, 91, 5, 231, 185,
  140, 210, 48, 110, 237, 179, 81, 15, 78, 16, 242, 172, 47, 113, 147, 205,
  17, 79, 173, 243, 112, 46, 204, 146, 211, 141, 111, 49, 178, 236, 14, 80,
  175, 241, 19, 77, 206, 144, 114, 44, 109, 51, 209, 143, 12, 82, 176, 238,
  50, 108, 142, 208, 83, 13, 239, 177, 240, 174, 76, 18, 145, 207, 45, 115,
  202, 148, 118, 40, 171, 245, 23, 73, 8, 86, 180, 234, 105, 55, 213, 139,
  87, 9, 235, 181, 54, 104, 138, 212, 149, 203, 41, 119, 244, 170, 72, 22,
  233, 183, 85, 11, 136, 214, 52, 106, 43, 117, 151, 201, 74, 20, 246, 168,
  116, 42, 200, 150, 21, 75, 169, 247, 182, 232, 10, 84, 215, 137, 107, 53
};
 
 
U8 DS18B20AnalyzerSettings::ComputeCrc_Table(U64 dat, U32 len)
{
    U8 crc8 = 0;
    U32 nextBit = 0;
    for(U32 i = 0; i < len; i++) {
        nextBit = (dat >> (i*8)) & 0x0FF;
        crc8 = CRC8Table[crc8 ^ nextBit];
    }
    return crc8;
}

6.DSB18b20命令格式

DSB18B20命令格式的详细内容请参考：one wire 1-Wire 单总线协议解析 - 简单易懂协议详解  “4. 功能命令” 

7.DSB18b20通信实例实测

本实例使用 Kingst LA5016 usb 逻辑分析仪检测DS1B20协议数据通讯。下图2是一个完整的数据包分析截图。从图中可以看到，LA5016的DS18B20解析模块，将协议数据分为6部分：Reset condition（主机复位）、Presence condition（从机应答）、主机发送ROM命令、从机回应ROM命令、主机发送功能命令解析及从机回应功能命令解析。

下图为DS18B20协议设置截图，其中DAT为目标数据通道，Thermometer Resolution 为初始温度采样转换精度（同配置寄存器对应），共有4个选项：12bit（默认），11bit，10bit，9bit。此处设置为温度解析初始化设置，若在解析过程中，获取到配置寄存器的相关信息，则可以更新温度采样转换精度。

图2为一个完整的通信过程截图，注释①为主机发送ROM命令，此处为“跳过ROM”命令；注释②为主机发送的功能命令，此处为“0xBE：读取暂存器数据，包括CRC”；注释③为从机对功能命令的回应，Data即为暂存器的字节数据。