DS18B20ROM編碼的搜索算法

1、DS18B20 ROM編碼的搜索算法當溫度傳感器均掛與單線總線上時，對單線總線上的DS18B20正確尋址是其 正常地測量溫度先決條件，而識別 ROM編碼是對單線總線上的DS18B20正確尋 址唯一方法。所以對單線總線上的DS18B20 ROM編碼搜索與識別是必須的。1）單線總線”通信協(xié)議單線總線”是一種在一條總線（這條總線只有一條口線）具有單主機多從機 的總線系統(tǒng)，在單線總線”可掛多個從機系統(tǒng)。為了不引起邏輯上的沖突，所有 從機系統(tǒng) 單線總線”接口都是漏極開路的，多個從機系統(tǒng)輸出信號在總線上實現(xiàn) 線與。因此在使用時必須對總線外加上拉電阻。為保證數(shù)據(jù)的完整性，所有的單線總線器件都要遵循嚴格的通信

2、協(xié)議。單線總線”通信協(xié)議定義了復位脈沖、應答脈沖、寫時序和讀時序等幾種信號類型（具體的時序參考3.1節(jié)，這里不再做具體介紹）。所有的單總線命令序列 （如初 始化，ROM命令，RAM命令）都是由這些基本的信號類型組成的。 在這些信號中， 除了應答脈沖外，其它均由主機發(fā)出，并且發(fā)送的所有命令和數(shù)據(jù)都是字節(jié)的低 位在刖。2）DS18B20 ROM搜索命令當單線總線上掛有多個 DS18B20時，系統(tǒng)對總線上器件的數(shù)量和每個器件 的ROM的識別與搜索是通過DS18B20 ROM搜索命令與算法配合來實現(xiàn)的。 下 面具體介紹ROM搜索命令的工作過程。對64位ROM編碼識別從最低位開始， ROM編碼的每一位搜

3、索過程可總結(jié)為 兩讀一寫”讀一位，讀該位補碼，寫一 位?？偩€主機在ROM編碼每一位上完成這三步就可以獲得一個器件的ROM編碼。 兩讀”總線主機發(fā)布ROM搜索命令后執(zhí)行一次讀，總線上所有器件就把它們各自ROM編碼的第一位放到總線來做做出響應。這次讀獲得的數(shù)據(jù)是所有器件放在 總線上數(shù)據(jù)的 與”再執(zhí)行一次讀，因為ROM搜索命令正在執(zhí)行所以總線上所 有器件把各自ROM編碼的第一位的補碼放在總線上，第二次讀獲得的數(shù)據(jù)也是 所有器件放在總線上數(shù)據(jù)的 與”對第一位的 兩讀”就此完成。之后主機再次進 行的兩讀”則是針對ROM編碼的第二位，以此類推。從 兩讀”獲得的數(shù)據(jù)有以 下解釋，見表3-1表3-1兩讀”獲得

4、的數(shù)據(jù)解釋兩讀”數(shù)據(jù)兩讀”數(shù)據(jù)解釋00有器件在總線上，總線上所有器件在此數(shù)據(jù)位上發(fā)生沖突01有器件在總線上，總線上所有器件在此數(shù)據(jù)位均為010有器件在總線上，總線上所有器件在此數(shù)據(jù)位均為111沒有有器件在總線上一寫”對ROM編碼的某一位兩讀”之后對該位進行一寫”操作。一寫”操作寫的 數(shù)據(jù)則要根據(jù) 兩讀”獲得的數(shù)據(jù)來確定，如果 兩讀”數(shù)據(jù)為00則表示總線上器 件在該位上數(shù)據(jù)發(fā)生沖突， 一寫”寫的數(shù)據(jù)此種情況下具有 排除”的作用，如果 器件ROM編碼在該位上的數(shù)據(jù)與一寫”寫的數(shù)據(jù)相同則繼續(xù)保持與總線的聯(lián) 系。如果不相同則此器件從總線上 排除”不再響應主機發(fā)布的命令，直到主機 進行下一次復位。如果

5、兩讀”數(shù)據(jù)為01則表示總線上所有器件在該位上均位 0, 為保持器件與總線的聯(lián)系一寫”操作主機應寫0。同理為兩讀”數(shù)據(jù)為10主機 則應寫1。3) DS18B20 ROM編碼的搜索算法在一條 單線總線”上的掛有多片DS18B20情況下，對ROM編碼的搜索與 識別主要是通過 兩讀”數(shù)據(jù)為00時 一寫”操作的 排除”作用來實現(xiàn)的。多次 排 除”作用后就可以使總線上只剩下唯一的一個器件仍與總線保持聯(lián)系。如何排除”這需要算法的配合。下面具體介紹 DS18B20 ROM編碼的搜索算法。先確立幾個定義：對 兩讀”數(shù)據(jù)為00的ROM編碼位，之后 一寫”操作主 機要寫的數(shù)據(jù)定義為“0(寫位”所有00寫位的集合定義

6、為“0寫位組”那么搜 索算法所要解決的問題就是：確立一個 00寫位組，確保搜索命令能夠搜索到一 個唯一的ROM編碼，并在完成一次搜索后對 00寫位組做出更新以確保下次的 搜索命令能夠搜索到一個唯一的 ROM編碼并且不會搜索到已經(jīng)搜索到的 ROM 編碼，直到完成總線上所有的器件的 ROM編碼搜索。在給出搜索算法規(guī)則前再確立幾個定義：00寫位組中最高ROM編碼位對應 的00寫位定義為 最高00寫位”00寫位組中鄰近最高00寫位的00寫位定義 位 次高00寫位”如果更新后的00寫位組不足以搜索到一個唯一的 ROM編碼， 則添加新的00寫位，這個新的00寫位定義位 新00寫位”DS18B20 ROM編

7、碼的搜索算法規(guī)則： 第一次搜索確立一個00寫位組，其中所有00寫位全部為0。 每次搜索后更新00寫位組并從最高00寫位開始更新。 00寫位組更新規(guī)則：如果最高 00寫位為0則改最高00寫位為1，更新 完成。如果最高00寫位為1,則棄去最高00寫位并把次高00寫位作為 新的最咼00寫位。 如果出現(xiàn)新00寫位，新00寫位一律為0并作為新的最高00寫位。 如果0寫位組全為1則搜索所有器件的ROM編碼，搜索結(jié)束。4) 單線總線上DS18B20 ROM編碼的搜索與識別功能函數(shù)對一條 單線總線”上多片DS18B20 ROM編碼搜索與識別具體由C51編寫的 函數(shù)uchar SearchRomlD(uchar

8、 RomlDn8)來實現(xiàn)。函數(shù)的返回值是總線上查找 到的器件個數(shù)，總線上所有器件的 ROM 編碼存入二維數(shù)組 RomIDn8 。其中 n為總線上允許掛器件的最大值。文中取16。先對程序中的幾個重要變量做一寫說明：_00wbit:維數(shù)組，用來存儲00寫位組全部內(nèi)容。它的長度由總線上允許 掛器件的最大值決定。每寫一個 00 寫位都可以 “排除”至少一個總線上的器件， 當總線上器件數(shù)為n是，_00wbit數(shù)組的長度應為n-1。當然這是最壞情況下的 取值，很多情況下_00wbit數(shù)組的長度小于這個值，這時不用的_00wbit數(shù)組位用 2 來填充。Rom64:一維數(shù)組，臨時存儲 64位ROM編碼。b:搜

9、索結(jié)束標志位。R1,R2：兩讀”數(shù)據(jù)位。程序代碼如下:uchar SearchRomlD(uchar RomlD168)uchar xdata Rom64;uchar i,j,R1,R2,a,b,c,d;uchar _00wbit15=2; / 初始化 00寫位組全部為填充位 2for(i=0 ,c=0;i<16;i+)Reset(); /復位所有從機writechar(0xf0); / 主機發(fā)布搜索命令for(j=0;j<64;j+)R1=readbit(); /讀一位_nop_();R2=readbit(); /讀該位補碼_nop_();if(R1=0&&R2=

10、1)/未出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，主機寫 0Romj=0;writebit(0);else if(R1=1&&R2=0) /未出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，主機寫 1 Romj=1;writebit(1);elseif(_00wbitc=2) / 出現(xiàn)新 00 寫位writebit(0);Romj=0;_00wbitc=0; / 新 00 寫位賦值為 0c+=1;else if(_00wbitc=1)/00 寫位組中 00 寫位為 1，主機寫 1writebit(1);Romj=1;c+=1;else if(_00wbitc=0) /00 寫位組中 00 寫位為 0，主機寫 0writebit(0);Ro

11、mj=0;c+=1;for(j=0;j<64;j+=8) /將 64 位 ROM 編碼整理成 8 字節(jié)存入 RomlDn8中for(d=0;d<8;d+)if(Romj+d&0x01)RomIDij/8>>=1; RomIDij/8|=0x80;else RomIDij/8>>=1;for(a=0,c=7;c>=0;c-) /更新 00 寫位數(shù)組 if(_00wbitc=2) / 跳過 00 寫位組中的填充位 continue;if(_00wbitc=0&&a=0)/ 更改最高 00 寫位并跳出 _00wbitc=1; break;else if(_00wbitc=1)/ 最高 00 寫位為 1if(c!=0) / 為 1 的 00 寫位不為 00 寫位組的最低位a+=1;記錄不為00寫位組的最低位且為1的連續(xù)00寫位個數(shù)con ti nue;elseb=1; /00 寫位組全部為 1 ，搜索結(jié)束置標志位break;else if(_00wbitc=0&&a!=0)/ 連續(xù)為 1 的 00寫位后第一個為 0的 00寫位 _00wbitc=1;賦次高00寫位為1for(;a>0;a-)/連續(xù)棄去為 1 的最高 00寫位c+=1; _00wbitc=2;b