DS18B20功能命令 - 利用FPGA實(shí)現(xiàn)與DS18B20的通信功能

　　FPGA在該步驟中完成溫度轉(zhuǎn)換(CONVERTT)、寫暫存寄存器(WRITE SCRATCHPAD)、讀暫存寄存器(READ SCRATCHPAD)、拷貝暫存寄存器(COPYSCRATCHPAD)、裝載暫存器寄存器(RECALL E2)、讀供電模式命令(READ POWER SUPPLY)。

　　文中不用溫度報警功能，因此在本步驟中只需完成溫度轉(zhuǎn)換，然后通過讀暫存寄存器命令完成溫度轉(zhuǎn)化的結(jié)果。

　　3.3操作時序

　　2所示。從時序圖中可以看出，對DS18B20的操作時序要求比較嚴(yán)格。利用FPGA可以實(shí)現(xiàn)這些操作時序。

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　　4FPGA與DS18B20的通信

　　4.1DS18B20的操作模塊

　　FPGA需要完成DS18B20的初始化、讀取DS18B20的48位ID號、啟動DS18B20溫度轉(zhuǎn)換、讀取溫度轉(zhuǎn)化結(jié)果。讀取48位ID號和讀取溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果過程中，F(xiàn)PGA還要實(shí)現(xiàn)CRC校驗碼的計算，保證通信數(shù)據(jù)的可靠性。

　　以上操作反復(fù)進(jìn)行，可以用狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)。狀態(tài)機(jī)的各種狀態(tài)如下：

　　RESET1：對DS18B20進(jìn)行第一次復(fù)位，然后進(jìn)入DELAY狀態(tài)，等待800μs后，進(jìn)入CMD33狀態(tài)。

　　CMD33：對DS18B20發(fā)出0×33命令，讀取48位ID值。

　　GET_ID：從DS18B20中讀取48位ID值。

　　RESET2：對DS18B20進(jìn)行第二次復(fù)位，然后進(jìn)入DELAY狀態(tài)等待800μs后，進(jìn)入CMDCC狀態(tài)。

　　CMDCC：向DS18B20發(fā)出忽略ROM命令，為進(jìn)入下一狀態(tài)作準(zhǔn)備。

　　CMD44：向DS18B20發(fā)出啟動溫度轉(zhuǎn)換命令，然后進(jìn)入DELAY狀態(tài)等待900ms后進(jìn)入下一狀態(tài)。

　　RESET3：對DS18B20進(jìn)行第三次復(fù)位。

　　CMDCC2：

　　向DS18B20發(fā)出忽略ROM命令，為了進(jìn)入下一狀態(tài)作準(zhǔn)備。

　　GET_TEMP：從DS18B20中讀取溫度測量數(shù)值。

　　DELAY：等待狀態(tài)。

　　WRITE_BIT：向DS18B20中寫入數(shù)據(jù)位狀態(tài)。

　　READ_BIT：從DS18B20中讀取數(shù)據(jù)位狀態(tài)。在該狀態(tài)中每讀取1位數(shù)據(jù)，同時完成該數(shù)據(jù)位的CRC校驗計算。所有數(shù)據(jù)都讀取后，還要讀取8位CRC校驗位。這8位校驗位也經(jīng)過CRC校驗計算，如果通信沒有錯誤，總的CRC校驗結(jié)果應(yīng)該是0。這時可將通信正確的數(shù)據(jù)保存到id和temp_data寄存器中。

　　設(shè)計中采用Verilog語言建立DS18B20操作模塊”DS18B20_PROC”。在該模塊中實(shí)現(xiàn)以上的狀態(tài)機(jī)功能。該模塊的定義為module　DS18B20?PROC(sysclk，reset，dq_pim，id，temp_data，dq_ctl)。

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　　從仿真波形可以看出，系統(tǒng)上電后的10ms左右，F(xiàn)PGA可以讀出DS18B20的48位ID值，這樣，主CPU在系統(tǒng)復(fù)位后很短的時間內(nèi)就可以讀取ID值，進(jìn)行相應(yīng)的處理。