DS18B20-讀取溫度值【準備篇】

恭禧！過了淺水區！

恭禧各位！已經過了淺水區，並撰寫了使用DS18B20最基礎的三項工具程式：重啟程序、寫位元及讀位元程式。

接下來，只要將它們作加強及掌握DS18B20的使用命令、程序、溫度值位置及溫度值轉換後，既可取得DS18B20的溫度值喲！

本篇文章，就是講述溫度值的讀取程序架構，並將所使用的三個主要工具（重啟、命令、讀取）的相應關係及其功能作一說明，並對於讀取、命令的工具程式作必要說明，這樣就完成了讀取DS18B20溫度值的熱身運動了！

讀取溫度值的程序架構

底下這圖就是讀取DS18B20的程序架構圖，請參考！

讀取程序的細部會於後面說明，此架構主要是標明其使用的三項工具的使用順序，以三個顏色區分：
1、重啟程序（綠色）：Arduino將電位拉低並維持480μs，DS18B20應簽低電位值既代表重啟程序OK。

2、命令程序（藍色）：命令拆解成為位元，再使用寫位元(Write bit)程序使用DS18B20

3、讀取程序（黃色）：讀取DS18B20給予之位元值，並組合成一字元（Byte）

此三項程序於前面都有講述，其中，重啟程序已OK！但命令及讀取程序部份需由再作補充說明，故列舉於下！

命令工具：從寫位元(bit)到下命令

 在讀取程式架構中，會使用到的命令主要有三個：省略ROM確認(0xcc)、啟動溫度轉換(0x44)及讀取暫存器資料(0xbe)等。

似乎有點難，但其實就是將十六進位的命令值拆解成8個二進位位元值，再依序給予(Write）DS18B20既可，底下會以省略ROM確認命令(0xcc)說明之。

程式架構

"省略ROM確認"命令的使用必須是Arduino與DS18B20在一對一的狀況，等同於生活中的一對一相親，所以不用使用一對多的狀況，必須別名牌或是編號以作區別。

其命令值以十六進位表示就是0xcc，在二進位的表示為[11001100]，而程式的架構就是將指令(instruction）分八次將位元值傳給DS18B20。簡單的說，就是從低位元起，讀位元值、寫位元(WriteSlot）並重覆8次的動作。

程式碼

void SendCommand(uint8_t instruction)
{
 for(uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
  WriteSolt(bitRead(instruction, i));
 }
}

void WriteSolt(uint8_t order_bit)
{
 if(order_bit) {        //當值為1時的處理，
  pinMode(g_dq_pin, OUTPUT);      //先將pin腳改為輸出狀態
  digitalWrite(g_dq_pin, LOW);    //將電位拉低，等於通知DS18B20要do something
  delayMicroseconds(10);       //至少要等待1us，但於15us前轉為高電位
  pinMode(g_dq_pin, INPUT);     //將接收轉成INPUT狀態，轉為高電位
  delayMicroseconds(60);      //加前段的延時至少等待60us過此周期
 }
 else {           //當寫入值為'0'時，Tx拉低電位時段60~120us
  pinMode(g_dq_pin, OUTPUT);    //先轉為輸出狀態
  digitalWrite(g_dq_pin, LOW);   //將電位輸出低電位
  delayMicroseconds(65);         //靜靜的等待DS18B20來讀取資料
  pinMode(g_dq_pin, INPUT);      //釋放電位控制轉回輸入狀態
  delayMicroseconds(5);     //等待上拉電阻將電位復位為HIGH
 }
}

讀取資料工具：從讀位元(bit)到讀取字元（Byte)

從讀取溫度值的程式架構中，Arduino進了了重啟、略過ROM序號確認、啟動溫度轉換、等待轉換，再重啟、略過ROM、讀取暫存器資料後，DS18B20已準備好進行資料的交換，此時，讀取資料程序就必須上場了。

程式架構

讀取資料程序的步驟就是先準備一空白字元值（Byte=0），然後從最低位元(bit 0)開始，讀取DS18B20給予的位元值 (1/0)，並將其值放入位槽中，並重覆執行到字元結束(bit 7)。

程式說明

程式中除了基礎的迴圈使用外，多了兩個位元命令[bitSet()]及[bitClear()]，說明如下：

bitSet(x, n)：將字元變數x的第n位元值設置為1

bitClear(x, n)：將字元變數x的第n位元值設置為0

※n值-右起第一位為0、第二位為1

程式碼

uint8_t ReceiveData()
{
 uint8_t byte_in=0;
 for(uint8_t i = 0; i < 8; i++)
 {
  //此時所測到的電位，就是此位元的資料
  if(ReadSlot()) {
   //看看此時主機線的電位狀況若為高位，就是1
   bitSet(byte_in, i);     //將byte_in第i個位元值，設置為1
  }
  else {
   bitClear(byte_in, i);   //將byte_in第i個位元值，設置為0
  }
 }
 return (byte_in);
}

uint8_t ReadSlot() {
 delayMicroseconds(1);
 pinMode(g_dq_pin, OUTPUT);       //轉為輸出，可達到高電位
 digitalWrite(g_dq_pin, LOW);   //將電位拉低告訴DS18B20，主機已準備好了
 delayMicroseconds(2);
 pinMode(g_dq_pin, INPUT);    //轉為輸入狀態，同時釋放線路
 delayMicroseconds(10);     //加前面的延時，約於12~13us時取樣
 uint8_t fp=digitalRead(g_dq_pin);
 delayMicroseconds(55);    //加上延時過渡此段作業時間60us
 return fp;
}

 萬事俱備，讀取溫度去！

此篇是熱身準備，將前面的讀、寫位元的基礎工具進化到讀取資料及命令的程序

好了！工具齊全了，下一步驟就是依讀取溫度的步驟組合工具，讀取得溫度值去！