不使用单片机！USB转串口直接读取DS18B20

liccil

昨天晚上突发奇想，能不能用UART串口直接读写DS18B20呢
毕竟电平一致，例如空闲时为高电平，串口的起始位正好用于读写单总线器件。串口利用波特率发生器可以构造准确的延时，
通过改变串口波特率，或者构造特殊序列去模拟单总线信号。
中午午休时间简单试验了一下 成功了。
硬件原理如下：一片USB转CP2102的U转串小板，DS18B20一枚，一个1N4148二极管。因为CP2102的TXD为推挽模式，为了避免电平冲突，需要
加一个1N4148。
利用RXD天生的上拉电阻当接收，拉高DS18B20。

接下来就是用示波器 调波特率；
网上找的图，这个是UART串口的波形图：

当发送一个byte时，uart实际输出的是带起始位0和停止位1的。
我们可以利用起始位和停止位，和发送的数据，一起拼凑出需要的波形；
例如DS18B20复位命令，可以使用38400bps，停止位1bit，连续发送两个字节0x00和0xff；
0x00正好就是DS18B20的复位长脉冲；发送后电平被停止位自动拉高；此时DS18B20会自行拉低，表示自己的存在；
后面跟了个0xff，是串口输出高电平；但此时被DS18B20拉住了一段时间，所以发送0xff 回读实测是0xfe(串口是先发送、接收LSB)。由于串口与DS18B20是异步的，因此回读具体是什么
取决于波特率，与DS18B20本身的延时。但肯定不是0xff。
我们可以根据这个判断DS18B20是否存在。当然，波特率不能太高或太低，否则无法拼凑出合适的时间。

上图就是用示波器看DS18B20的复位波形；因为有TXD串联的二极管压降，所以DS18B20在拉低时波形更低。

发命令时，波特率需要提升至115200bps；如上图所示，要给DS18B20发1直接串口发0xFF，发0就发0x00；
上图为给DS18B20发送0xCC，即跳过ROM命令。

读取时也很简单。DS18B20回读时是2字节，因此可以串口发送2*8=16个0xff。
串口自行发送起始位/停止位，这让上位机的编程非常方便，只发送串口数据即可。延时的问题直接波特率发生器搞定。
写0xff后 如果回读的值不是0xff，那就表示DS18B20拉低了，如果还是0xff，那就是高。

中午利用剩余时间胡乱写了个C#的小程序，可以正常读取温度了。

kindzhon

牛啊，来个Python程序是不是更方便？:titter:画个小电路图呗。

人艰不拆了

哈哈，自己跟自己过不去啊:titter:

liccil

人艰不拆了 发表于 2020-3-30 17:05
哈哈，自己跟自己过不去啊

尝试Geek一下

liccil

kindzhon 发表于 2020-3-30 17:04
牛啊，来个Python程序是不是更方便？画个小电路图呗。

Python应该更方便。不过我还不熟Py 其实C#也不熟 纯瞎写
电路简单 GND接GND 3.3V接VCC DQ接RXD RXD和TXD接个二极管 RXD正 TX负 没了

温力口

脑洞大开，好牛B！

bxak

这个方案几年前就有了，串口、SPI都行。
因为普通方法读取过程不能开中断，而一些场合又不允许关中断，所以就有人想出来这样的方法

liccil

bxak 发表于 2020-3-30 17:13
这个方案几年前就有了，串口、SPI都行。
因为普通方法读取过程不能开中断，而一些场合又不允许关中断，所以 ...

学习了 以前没玩过 发现这个方式其实比普通io操作更方便一些

la45088d1

liccil 发表于 2020-3-30 17:15
学习了 以前没玩过 发现这个方式其实比普通io操作更方便一些

这样子相当于变相实现了一个1-wire总线的硬件接口，减少了软件模拟协议的开销。
你可以更进一步，写个通用库发布，使用MCU的USART进行1-wire通信，很多人会感谢你的。

595953427@qq

la45088d1 发表于 2020-3-30 17:48
这样子相当于变相实现了一个1-wire总线的硬件接口，减少了软件模拟协议的开销。
你可以更进一步，写个通 ...

波特率要变来变去，还要保证高速的波特率，不是所有的单片机都支持的。测个温度搞这么麻烦，用NTC不好吗？

la45088d1

595953427@qq 发表于 2020-3-30 21:44
波特率要变来变去，还要保证高速的波特率，不是所有的单片机都支持的。测个温度搞这么麻烦，用NTC不好吗 ...

你试试呗，能做到DS18B20的精度？
人家器件卖4-5RMB一个，如果比不过几毛钱的NTC，人家早就倒闭了。
连STC这种垃圾MCU都可以随便设置波特率，哪个MCU不行？

qrut

有点意思，脑洞大开，示波器存储深度好差啊～

595953427@qq

la45088d1 发表于 2020-3-30 21:47
你试试呗，能做到DS18B20的精度？
人家器件卖4-5RMB一个，如果比不过几毛钱的NTC，人家早就倒闭了。
连ST ...

我说的不是所有单片机都支持高速的波特率，不是说不支持任意设置波特率。
基本上所有单片机只要在上限波特率之下都可以任意设置，但是上限波特率不一定可以上到38400。
应用场景不同吧，我见过的绝大多数产品上都是用NTC测温度，只在开发板上见过用18B20测温度的。

2545889167

595953427@qq 发表于 2020-3-30 22:17
我说的不是所有单片机都支持高速的波特率，不是说不支持任意设置波特率。
基本上所有单片机只要在上限波 ...

38400不是很简单么？一般不读跑115200？

yzx0201

你这非人类的操作，让我无尽的佩服:lol:

cxw0102

la45088d1 发表于 2020-3-30 21:47
你试试呗，能做到DS18B20的精度？
人家器件卖4-5RMB一个，如果比不过几毛钱的NTC，人家早就倒闭了。
连ST ...

看清楚，他不是楼主。

liccil

cxw0102 发表于 2020-4-2 21:18
看清楚，他不是楼主。

看来默认头像有风险哈

cmheia

串口怼18B20，老话题了。
美信官网就有一篇2002年的文章说明原理，
gayhub上有C代码，
MicroPython直接内置。

292861772

595953427@qq 发表于 2020-3-30 22:17
我说的不是所有单片机都支持高速的波特率，不是说不支持任意设置波特率。
基本上所有单片机只要在上限波 ...

工业上的测温环境大多用的18B20，例如隧道，煤炭，冷库。单总线一下接几十个，施工简单。我们有这个产品

zhangxy5277

这tm是个人才，
还是ch551这样的芯片香