DS18B20是常用的數字溫度傳感器，具有體積小，精度高，占用硬件資源少等優點。
它的突出優點在於采用單總線（1-wire）的接口方式，與微處理器連接時僅需要一根信號線即可實現雙向通訊。甚至供電線也可以不用，直接通過寄生方式從信號線上取電，可只連接信號線（DQ）和GND即可使用。
DS18B20內部具有64位固化在ROM中的序列號，可以用來識別不同器件；所以，在單總線上，可以掛載多個DS18B20，以實現最少的連接掛載多個器件。
本文主要介紹在單總線上掛載多個DS18B20溫度傳感器的使用方法。
首先了解一下單總線的硬件結構，看其datasheet里的結構圖：
這個圖里說明，DS18B20在輸出時，是靠拉低DQ通信線實現低電平輸出，靠釋放DQ通信線（被上拉電阻拉高）來實現高電平輸出。
也就是說它可以實現“線與”。多個DS18B20同時輸出時，只要有一個低電平，則DQ通信線就會被拉低，只有低電平能被識別，只有都為高電平是，總線上才是高電平。單總線上識別不同的DS18B20就是靠“線與”來解決通信沖突的。
當單總線上掛載多個DS18B20時，MCU必須知道每個DS18B20內部固化的64bit序列號，才能分別和它們通信。所以MCU如何獲取DS18B20內部的序列號，就是解決問題的關鍵。
DALLAS官方給出的文檔中，介紹了通過單總線獲取DS18B20內部序列號ID的方法，訪問每個bit時，分為三步：
先讀取第一位；
再讀取第一位的補碼；
通過讀取的數據和補碼，和下表對應的結論，來判斷總線上的器件狀態：
然后寫一位數據，告訴從器件，主機MCU選擇了哪些器件繼續通信；如果從機當前ROM碼全為0，則寫0；如果從機當前ROM碼全為1，則寫；如果從機當前ROM碼有0也有1，則MCU可以先寫0，選擇為0的器件繼續通信；等本次后續的bit位都搜索完后，再回到此處，選擇為1的器件，到另一個分支搜索。
MCU就是通過不斷循環、回溯，完成所有器件的搜索，獲取所有器件的序列號。
描述起來有點難懂，可以看具體的例子：
假如總線上掛載了三個DS18B20，我們命名為a、b、c器件，為簡化處理，假設器件ID只有兩位，分別是：01、00、11；MCU從低位開始讀取。
a)第一輪通信
主機MCU先讀取第1位，a的最低位為1、b的最低位為0、c的最低位為1，由於最低位有0，所以總線數據會被識別為0；
再讀取第1位的補碼，a的最低位補碼為0、b的最低位補碼為1、c的最低位補碼為0，則總線數據也會被識別為0；
主機MCU識別到兩次都為0，則知道總線上有器件為0、也有器件為1；則主機MCU需要選擇一條路徑繼續訪問；如果我們的算法選擇優先訪問0的路徑；則向總線上寫入一個0位；三個從器件收到發送來的0后，只有b器件的對應位符合，則下一次通信時，a、c器件都不會再響應；
b)第二輪通信
主機MCU開始讀取第2位，由於只有b器件響應，則讀到0；
再讀取第2位的補碼，由於只有b器件響應，可以讀到1；
主機MCU兩次讀取到0、1，則可以判定總線上的器件該位為0；
又因為，上一輪選擇的是0路徑，加上本次識別到的0，則可以斷定，總線上有一個器件的ID是00；識別完ID的總長度（2位）后，本次搜索結束。
c)回溯后再次通信
與第一輪通信類似，最后寫入的位改為1；則只有a、c器件的對應位符合，后續只有a、c器件會繼續通信，b器件不再響應；
主機MCU開始讀取第二位，讀取到0；
讀取補碼，讀到0；
則主機可以斷定，第二位有0、也有1；再加上上一輪通信中選擇的1路徑，則可以斷定，總線上有兩個器件：10和11。
至此，所有ID搜索完畢，搜索的示意見下圖：
實際的DS18B20的ID有64bit，搜索的原理是一樣的，以此可以獲取總線上所有器件的ID，之后就可以通過ID來訪問特定器件了。
一種實現搜索ID的方法如下代碼所示：
該算法來源於網絡。另外，DALLAS官方也給出了效率更高的一種實現方法，代碼比較長，這里就不貼了，感興趣的可以在文末留言自行獲取。
如果總線上只掛載了一個器件，通常我們可以不用理會序列號ID，直接跳過ID號識別這個步驟，如下示例來訪問：
Ds18Write(0xcc); //跳過ID號指令
Ds18Write(0xbe); //讀取指令
當獲取了ID號之后，我們就可以通過指定ID號來訪問特定的器件，如下示例訪問：
Ds18Write8Btye(DS18B20_ID); //寫入8Btye（即64bit）的ID號
Ds18Write(0xbe); //讀取指令
這樣，我們就可以分別獲取每個器件的數據了，實現了單總線上掛載多個DS18B20的操作。
本文相關的代碼，可以關注我的公眾號“小白白學電子”，留言“資料”獲取：
