1. 通信原理
DS18B20采用1-wire通信协议，只用一根线dq进行主从式半双工异步串行通信。一根线（DQ）之所以能实现双向读写，靠的是开漏输出（Open-Drain）+ 外部上拉电阻的物理结构，以及严格依赖时间的“时隙（Time Slot）”机制。用使能来控制总线，进而操控读取过程。
手册里规定的通信步骤：初始化–ROM指令–RAM指令
用使能来控制总线，进而操控读取过程，使能给1，则dq值由dq_out给出（dq_out基本为0，除了等待阶段），否则高阻态。
读写时序（单个字节的读和写持续60us，间隔至少1us）
| 操作类型 | 0~2µs 主机动作 | 2µs后 主机动作 | 采样动作 | 最终总线电平（结果） |
|---|---|---|---|---|
| 写 0 | 拉低总线 | 继续拉低至60µs | 不采样 | 低电平 |
| 写 1 | 拉低总线 | 释放（z）让电阻拉高 | 不采样 | 高电平 |
| 读 0 | 拉低总线 | 释放（z）让给从机 | 在10µs采样（采到0） | 从机强制拉低 |
| 读 1 | 拉低总线 | 释放（z）让给从机 | 在10µs采样（采到1） | 电阻拉高（从机不拉低 |
2. 具体流程：
- 给出使能1持续500us，相当于拉低500us总线，发出复位脉冲
- 释放总线，再等待70us，读取dq_in得到总线当前采样值，如果采集到低电平，说明采集到从机响应脉冲了，初始化步骤完成。
- 依次写入ROM命令和功能命令。命令预先整合并保存为一个参数，0xcc是跳过ROM，0x44是温度转换，0xbe是温度读取
- 比方写温度读取命令
0xCC时，用bit_cnt从 0 到 15 循环，依次取出WR_CMD_DATA[bit_cnt]。先取 bit0（LSB）发送，最后取 bit15（MSB）。每发一个bit，等待一个完整的63µs时隙（多余3us用作间隔），再发下一个。 - 等待780ms温度转换完成
- 再次初始化
- 写RD_CMD_DATA进行温度读取
| 状态 | 动作 | 设计依据（数据手册） |
|---|---|---|
| INIT1 | 主机拉低总线500µs（复位脉冲），释放后在第570µs采样从机响应脉冲。 | 复位低电平≥480µs，存在脉冲出现在15 |
| WR_CMD | 依次写入16位数据：0x44CC（LSB first）。实际发送顺序：0xCC（跳过ROM）→ 0x44（启动温度转换）。 |
必须先发ROM命令（Skip ROM）再发功能命令（Convert T）。 |
| WAIT | 总线强制拉高（强上拉），延时780ms。 | 12位分辨率最大转换时间为750ms，寄生电源模式下转换期间必须强上拉。 |
| INIT2 | 再次执行复位/存在脉冲检测，为读取暂存器做准备。 | 每次访问DS18B20都必须以初始化序列开始。 |
| RD_CMD | 写入16位数据：0xBECC（LSB first），即0xCC（跳过ROM）→ 0xBE（读暂存器）。 |
读暂存器命令需在ROM命令之后发出。 |
| RD_DATA | 连续读取16个位（字节0和字节1，即温度寄存器的LSB和MSB）。 | 读时隙中，主机在2µs后释放总线，并在10µs处采样，符合“15µs内有效”的时序要求。 |
2.数据格式
对于12位分辨率（默认），低12位（bit110）为有效温度数据，高4位（bit1512）为符号扩展位（正数全0，负数全1）。输出数据到寄存器时可以先进行负温度处理（低12位取反+1）和正温度处理（直接取低11位），然后输出低11位为温度绝对值，最高位bit15作为温度符号。
3.调试
先下bit通过ila抓温度绝对值是否正常，然后在上位机软件里抓取寄存器值核对是否一致，最后通过上位机ui进行最后一步温度核对。