DS18B20-Read-讀個位元

跨入淺水區的第三步

二話不說，在上一步，我們知道如何寫入一個位元值到DS18B20，此篇是告訴你如何讀取DS18B20的位元值，重點仍是時間，特別是位元值"1"的取樣時間，底下將作細部說明！

從DS18B20讀取位元值

 要謮取DS18B20的位元值，最主要的關鍵是對於位元值"1"的取樣時間點的掌握，底下會先說明官方資料的內容，再作區段說明及程式碼步驟分析。

官方資料

讀取位元值的文字說明於DS18B20的Datasheet的第16頁下方（Read Time Slots），有興趣的可參考一下！

Read的時序圖

 上圖為官方文件中的第16頁中，有關讀位元的時序圖，可分為三部份，第三部份是線條示意，就不必特別介紹。

第一部分是DS18B20的時序輸出（左為位元"0"值輸出時序，右為位元"1"值的輸出時序）

第二部份中的長條狀Master(此為Arduino）讀取點。

關鍵是DS18B20給予的位元值的時間點，是在電位拉低後，1~15μs的時間點中，如果位元值為"0"時，問題不大，主要麻煩的是當位元值為"1"時，如何準確的掌握讀取的時間點，才是重點。

官方建議的讀取位元圖

  可能是讀取位元值"1"的時序很重要，當然也可能是上圖畫的不清楚，所以又給了一張[建議主機讀取時序圖]，簡單的說啟始時間(Tint)及電位回復高電位(Trc)越短越好，而主機取樣點靠近信號尾端為佳。

讀取位元時序整合及關鍵

 底下將上述兩圖整合，再拆解成七個步驟來解析其讀取位元的順序及重點說明！

時序對照圖

 重點仍是放在當DS18B20給予的位元值為"1"時，如何正確的讀取其值。上圖為整體圖，而下圖為讀取位元值"1"的步驟及時序圖，其中紫色長條為Arduino的取樣時點（意謂著，當Arduino於此時點取樣時，1就是1，0就是0，不會搞錯）

區段概念分析

 在步驟分析之前，先看一下訊息區段，其實可分為四段

1-啟始訊號段：電位由高轉為低電位，等於通知DS18B20準備將位元值作輸出動作）

2-DS18B20接手段：主機放手：主機端放開電位控制，由DS18B20接手控制

3-訊息混亂段：
   位元值為"0"時，DS18B20會讓電位維持在低電位
   位元值為"1"時，DS18B20會放手讓上拉電阻將電位拉至高電位，這段時間(Trc)為混亂段，
   如果Arduino於此段（灰色段）讀取資料會出現問題

4-正確訊息段：上圖綠色的部份就是最好的取樣時段，在此區段取樣可獲得正確的位元值

關鍵步驟說明

程式碼中有附上詳細的說明，在此只提重點

1-確保讀取時序間，要有至少1μs的間隔

2-整個的讀取時序，最好是60μs

3- 步驟3/5/7的時間，可自行調整，如one wire中的設定是3/10/53，而官方建議是4/8/55，都可行，不妨都試試。

程式碼

ReadSlot()副程式中，分為7個步驟，其中fp為取樣值的變數名稱，讀取位元值並傳回。

uint8_t ReadSlot() {
 //步驟01：確保與上一個讀時序有1us的間隔
 delayMicroseconds(1);

 //步驟02：啟始信號--拉低電位
 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

 //步驟03：保持低電位最少1us
 delayMicroseconds(3);

 //步驟04：釋放線路電位
 pinMode(g_dq_pin, INPUT);    //轉為輸入狀態，同時釋放線路

 //步驟05：等待時間，
 delayMicroseconds(9);     //加前面的延時，於2+9<=11us時取樣為保險值

 //步驟06：讀取slot的電位值
 uint8_t fp=digitalRead(g_dq_pin);

 //Step07：延時動作達到讀時序時段全長為60us
 delayMicroseconds(48);    //1+2+9+48=60us
 return fp;
}

基本功過關了

恭禧！到此，你已掌握了Arduino控制DS18B20的三個最基本工具：重啟、寫入一個位元值、讀取一個位元值。

下一步，我們就可以讀取溫度值了！