DS18B20功能命令 - 利用FPGA实现与DS18B20的通信功能

3.2.3 DS18B20功能命令

　　FPGA在该步骤中完成温度转换(CONVERTT)、写暂存寄存器(WRITE SCRATCHPAD)、读暂存寄存器(READ SCRATCHPAD)、拷贝暂存寄存器(COPYSCRATCHPAD)、装载暂存器寄存器(RECALL E2)、读供电模式命令(READ POWER SUPPLY)。

　　文中不用温度报警功能，因此在本步骤中只需完成温度转换，然后通过读暂存寄存器命令完成温度转化的结果。

　　3.3操作时序

　　2所示。从时序图中可以看出，对DS18B20的操作时序要求比较严格。利用FPGA可以实现这些操作时序。

　　

 

　　4FPGA与DS18B20的通信

　　4.1DS18B20的操作模块

　　FPGA需要完成DS18B20的初始化、读取DS18B20的48位ID号、启动DS18B20温度转换、读取温度转化结果。读取48位ID号和读取温度转换结果过程中，FPGA还要实现CRC校验码的计算，保证通信数据的可靠性。

　　以上操作反复进行，可以用状态机来实现。状态机的各种状态如下：

　　RESET1：对DS18B20进行第一次复位，然后进入DELAY状态，等待800μs后，进入CMD33状态。

　　CMD33：对DS18B20发出0×33命令，读取48位ID值。

　　GET_ID：从DS18B20中读取48位ID值。

　　RESET2：对DS18B20进行第二次复位，然后进入DELAY状态等待800μs后，进入CMDCC状态。

　　CMDCC：向DS18B20发出忽略ROM命令，为进入下一状态作准备。

　　CMD44：向DS18B20发出启动温度转换命令，然后进入DELAY状态等待900ms后进入下一状态。

　　RESET3：对DS18B20进行第三次复位。

　　CMDCC2：

　　向DS18B20发出忽略ROM命令，为了进入下一状态作准备。

　　GET_TEMP：从DS18B20中读取温度测量数值。

　　DELAY：等待状态。

　　WRITE_BIT：向DS18B20中写入数据位状态。

　　READ_BIT：从DS18B20中读取数据位状态。在该状态中每读取1位数据，同时完成该数据位的CRC校验计算。所有数据都读取后，还要读取8位CRC校验位。这8位校验位也经过CRC校验计算，如果通信没有错误，总的CRC校验结果应该是0。这时可将通信正确的数据保存到id和temp_data寄存器中。

　　设计中采用Verilog语言建立DS18B20操作模块”DS18B20_PROC”。在该模块中实现以上的状态机功能。该模块的定义为module　DS18B20?PROC(sysclk，reset，dq_pim，id，temp_data，dq_ctl)。

　　

 

　　从仿真波形可以看出，系统上电后的10ms左右，FPGA可以读出DS18B20的48位ID值，这样，主CPU在系统复位后很短的时间内就可以读取ID值，进行相应的处理。