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[導(dǎo)讀]第八例啦，本例將介紹如何通過(guò)FPGA采集DS18B20傳感器的溫度值。

一. 簡(jiǎn)介

第八例啦，本例將介紹如何通過(guò)FPGA采集DS18B20傳感器的溫度值。

二. DS18B20簡(jiǎn)介

通過(guò)原理圖可以看出，DS18B20溫度傳感器只有一條總線，可想而知，其結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化，導(dǎo)致了其操作的復(fù)雜化。更多關(guān)于該傳感器的一些特性參數(shù)，以及性能指標(biāo)，可以詳細(xì)閱讀官網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)。接下來(lái)主要講解怎樣使用它。

三. 初始化

從圖中可以看出，首先得由我們FPGA將總線拉低，時(shí)間為480us以上
FPGA釋放總線后，再等待一個(gè)15-60us
然后會(huì)由DS18B20將總線拉低，時(shí)間為60-240us
最后DS18B20也會(huì)釋放總線，等待一定時(shí)間后（從圖中根據(jù)自己之前的時(shí)間可以算出），初始化完成

四. 寫(xiě)

這里我們只看上面一行圖，前半部分對(duì)應(yīng)寫(xiě)0的操作，后半部分對(duì)應(yīng)著寫(xiě)1的操作.

從圖中可以得出，寫(xiě)每一位的時(shí)鐘周期為60us，然后每一位之間的時(shí)間間隔至少為1us
寫(xiě)的時(shí)候，先FPGA拉低總線15us，告知DS18B20要接收數(shù)據(jù)了，然后的45us里面根據(jù)數(shù)據(jù)是0還是1，決定FPGA是將數(shù)據(jù)線拉低還是拉高
完了之后，F(xiàn)PAG釋放總線，完成一位的數(shù)據(jù)寫(xiě)入
此外每寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)后，最好等待50us的時(shí)間，再寫(xiě)下一個(gè)字節(jié)

五. 讀

在第三節(jié)的那個(gè)圖的第二行中，有完整的讀操作時(shí)序可以看到，讀寫(xiě)的周期數(shù)和每位之間的間隔數(shù)完全相同，只是對(duì)應(yīng)的操作稍有變化，但變化不大，先簡(jiǎn)要的說(shuō)明一下

前15us為真正的讀取操作，后面的45us可以不用管，F(xiàn)PGA直接釋放總線
讀取數(shù)據(jù)在前面的15us內(nèi)完成，具體怎樣可以看下面的這張圖

 1. FPGA先將總線拉低一個(gè)T_INT時(shí)間，可以定為1.5us 2. 然后FPGA釋放總線，等待一個(gè)T_RC時(shí)間，也可以定為1.5us 3. 最后，在接下來(lái)的時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)行采樣讀取數(shù)據(jù)

讀取數(shù)據(jù)的操作在此就完成了。

六. 讀出數(shù)據(jù)的格式

最后再對(duì)數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行介紹一下

從圖中可以看到，一個(gè)溫度數(shù)據(jù)是16位的
在Figure2中可以看到每一位下對(duì)應(yīng)著的含義，S表示符號(hào)位，1為負(fù)數(shù)，0為正數(shù)
在Table1中，可以看到一些溫度值，對(duì)應(yīng)著的二進(jìn)制是怎樣表示的，下面舉例說(shuō)明一下

 +0.5 0000_0000_0000_1000  = 1/2 = 0.5 -0.5 1111_1111_1111_1000  = 0000_0000_0000_0111 + 1 = 0000_0000_0000_1000 = -0.5 負(fù)數(shù)在這里面是存儲(chǔ)的補(bǔ)碼，先要取反，然后加一，最后添負(fù)號(hào)

七. 程序

剛開(kāi)始的時(shí)候，可以參考C51編寫(xiě)的代碼來(lái)寫(xiě)Verilog的代碼，這樣可以很快的知道編寫(xiě)的流程是怎樣的，以及狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)有那些和一些注意事項(xiàng)

通過(guò)下面的C語(yǔ)言讀取溫度的過(guò)程，可以看知道讀取溫度的具體步驟
先啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，由于溫度轉(zhuǎn)換需要一點(diǎn)時(shí)間，所以需要一點(diǎn)等待，然后再進(jìn)行讀溫度寄存器的命令，然后是讀取溫度了，最后通過(guò)上面的Figure2圖進(jìn)行裝換。