用DS18B20温度传感器DIY一个彩色LED温度计

　　[DIY]DIY一个彩色LED温度计(中)

　　David Zou 2018-09-26

　　今天，我们开始讲解温度测量部分的程序。

　　上回，我们已经接好线，将DS18B20的DQ接到uPyBoard的X1引脚。那么，我们该如何控制并读取温度传感器呢?之前介绍中已经说过，DS18B20使用的是单线通讯方式，这是Maxim公司的Onewire协议。其实很类似WS2812B的通讯方式，或者说WS2812就是借鉴了Onewire协议。但他们的时间参数不太一样。

　　上图中左侧为输出0时的时序图，右侧的时输出1的时序图。我们可以看到，在Onewire协议中，是以负脉冲宽度为数据0和数据1 的区别。而在WS2812中则以正脉冲的宽度区分0和1。因此，要想和DS18B20通讯，就必须按照onewire协议编程产生相应波形。另外需要说明的是，onewire是一个比较复杂的总线协议，也就是它允许在onewire这一根线上连接多个设备(DS18B20)，然后通过不同的设备地址进行寻址访问。这里的多个设备是并接在一根线上的，而非象WS2812那样串接。

　　因此，onewire协议更复杂，功能也更强。看到这里恐怕大家都要头痛了吧。不过，非常幸运的是，uPyBoard的官方固件中其实已经带有onewire协议的驱动库，而且也带有DS18x20的驱动，我们只需要调用就可以了。

　　这里要用到两个库：OneWire和DS18X20。

　　测试程序如下：

　　讲解：前3行，引入驱动库。紧接2行实例化设备。之后，就可以使用了，这里先使用scan()来扫描总线上的所有设备并找到DS18B20的传感器，返回的结果保存在sensor中，sensor是多位数组(列表)，其中每一项，都是传感器的地址。如果只有一个传感器，那么，sensor只有一项：sensor[0]，sensor[0]是一个8字节的list，内容为对应DS18B20的地址。如果需要专门访问这个传感器就需要使用这个地址了。

　　那么接下来，我们使用convert_temp()将当前温度转换为数字值，可理解为测量当前的温度，这个命令是需要一个执行过程的，也就是测量温度需要时间，在12比特转换时，最大耗时750ms，因此，我们在调用完convert_temp()函数后，不能立即读取转换结果，此时的温度值是不对的。要等待1秒后，再通过read_temp(sensor[0])来读取温度值。大家可能注意到了，read_temp()时，需要指定DS18B20的地址，也就是sensor[0]，这是因为总线上也许不止一个传感器，因此需要特别指定。

　　现在，我们可以再实际的环境中测试我们的程序了，前面几行包括convert_temp()都可以一次输入执行，最后一行可以组合一下：

　　这样，我们一起执行这两行，就可以看到转换的结果：

　　可以看到，我这里的室温为23.4摄氏度，可多发送几次最后两行命令。注意，两次发送要有间隔至少1秒。

　　接下来，用手指捏住DS18B20传感器上面的黑塑料部分，不要动，用我们的体温加热DS18B20传感器，稍等会儿，再次发送读取和转换两条命令，可看见，温度再缓慢上升：

　　至此，我们已经实现了DS18B20温度传感器测量并读取温度的试验，今天可以收工了，下次，我们完成显示和程序主体部分。祝大家玩得愉快!