系统同时需要驱动蜂鸣器、数码管、串口，三件事各需独立计时，用三个定时器分别负责：

定时器	负责功能	配置要点
Timer0	驱动蜂鸣器（PWM方波）	模式1，16位；中断中翻转 P2.5；初值 g_i 可变控制频率
Timer1	UART 波特率发生器	模式2，8位自动重装；TH1=TL1=232（2400bps）；不触发中断
Timer2	数码管动态刷新（1ms）	初值 64613；中断中调用 num_to_buff() + digiter_show()

注意 Timer2

STC89C52 才有 Timer2；标准 8051 只有 Timer0/Timer1。Timer1 被 UART 占用后，蜂鸣器必须用 Timer0。

参数	规格
量程	−55°C ~ +125°C
精度（误差）	±0.5°C
分辨率（可配置）	9位=0.5°C / 10位=0.25°C / 11位=0.125°C / 12位=0.0625°C（默认12位）
接口类型	GPIO 单总线（1-Wire），DQ 一根线完成双向通信
工作电压	3V ~ 5.5V

3.1 硬件连接

• DQ 线上接 4.7kΩ 上拉电阻到 VCC，空闲时总线保持高电平
• 51 单片机是主机，DS18B20 是从机，主机发起所有通信
• 同一条 DQ 线可挂多个 DS18B20（靠 ROM 地址区分）

3.2 线与特性（Open-Drain 开漏）

A 操作	B 操作	总线结果	说明
拉低	释放	低电平	A 把总线拉低，B 不阻止
释放	拉低	低电平	B 把总线拉低
拉低	拉低	低电平	两个都拉低
释放	释放	高电平	都释放，上拉电阻把总线拉高

关键 释放总线

作为数据接收方时，必须先释放总线（DQ_HIGH），让上拉电阻把总线拉高，再去检测从机发来的电平变化。否则主机一直拉低，永远读不到从机数据。

4.1 宏定义（P3.7 接 DQ）

#define DQ_HIGH  (P3 |= (1 << 7))        // 释放总线（高电平/高阻态）

#define DQ_DOWN  (P3 &= ~(1 << 7))       // 拉低总线

#define DQ_CHECK ((P3 & (1 << 7)) != 0)  // 读总线：非0=高，0=低

4.2 复位时序

复位流程 ds18b20_reset()

1.  主机将 DQ 拉低 480~960us  →  发出「复位脉冲」

2.  主机释放 DQ，上拉电阻将总线拉高

3.  DS18B20 检测到上升沿后，等待 15~60us

4.  DS18B20 将 DQ 拉低 60~240us  →  发出「存在脉冲」（我在！）

5.  DS18B20 释放 DQ，总线恢复高电平

6.  主机在释放后 60~240us 内检测到低电平 → 复位成功，返回 1

int ds18b20_reset(void) 
{

    int time = 0;

    // 发复位脉冲：拉低 700us（超过最小480us）

    DQ_DOWN;  Delay10us(70);

    DQ_HIGH;  Delay10us(6);   // 释放，等60us让总线稳定

    // 等待 DS18B20 把总线拉低（存在脉冲）

    while (DQ_CHECK && time < 30) { Delay10us(1); time++; }

    if (time >= 30) return -1;  // 超时：无设备

    // 等待 DS18B20 释放总线（恢复高）

    time = 0;

    while (!DQ_CHECK && time < 30) { Delay10us(1); time++; }

    if (time >= 30) return -2;  // 超时：通信异常

    return 1;  // 复位成功

}

4.3 写时序（51 向 DS18B20 发送1字节）

写的bit	主机动作	DS18B20动作	时间要求
写 1	拉低 >1us 后立即释放	45us内采样，检测到高 = 收到1	总时隙 >60us
写 0	拉低 60~120us 后释放	60us内采样，检测到低 = 收到0	总时隙 >

void write_ds18b20(unsigned char dat)
 {

    int i;

    for (i = 0; i < 8; i++) 
{

        if (dat & 1) 
       {          // 当前bit=1（低位先行）

            DQ_DOWN; _nop_(); _nop_();  // 拉低约2us

            DQ_HIGH; Delay10us(5);       // 释放，等50us

        }
       else 
        {                // 当前bit=0

            DQ_DOWN; Delay10us(6);       // 拉低60us

            DQ_HIGH; Delay10us(6);       // 释放，等60us

        }

        dat >>= 1;             // 移到下一位

    }

}

4.4 读时序（DS18B20 向 51 发送1字节）

读时隙（每个bit执行一次）

1.  主机将 DQ 拉低 >1us（触发读时隙）

2.  主机立即释放 DQ

3.  DS18B20 控制总线：发送0则拉低，发送1则保持高

4.  主机在释放后 15us 内采样 DQ：高=1，低=0

5.  等待约 60us，完成此bit，进入下一位

unsigned char read_ds18b20(void)

{

    int i;

    unsigned char dat = 0;

    for (i = 0; i < 8; i++) 
{

        DQ_DOWN; _nop_(); _nop_();  // 拉低约2us，触发读时隙

        DQ_HIGH; _nop_(); _nop_(); _nop_();  // 释放，等约3us

        if (DQ_CHECK)           // 采样：高=1

            dat |= (1 << i);   // 低位先收，逐位存入

        Delay10us(6);           // 等60us，完成此bit

    }

    return dat;

}

get_temp() 完整步骤

1.  ds18b20_reset()               复位，确认设备在线

2.  write_ds18b20(0xCC)           Skip ROM，跳过64位ROM匹配（总线只有一个设备时使用）

3.  write_ds18b20(0x44)           Convert T，命令DS18B20开始ADC温度转换

4.  Delay1ms(1000)                等待1s，12位精度转换最长需要750ms

5.  ds18b20_reset()               再次复位，开始读数据

6.  write_ds18b20(0xCC)           再次 Skip ROM

7.  write_ds18b20(0xBE)           Read Scratchpad，读取暂存器

8.  temp_low = read_ds18b20()     读取温度低字节

9.  temp_high = read_ds18b20()    读取温度高字节

10.  temp = (temp_high<<8)|temp_low，return temp * 0.0625  换算为摄氏度

5.1 温度数据16位格式

位	权重	说明
bit15~bit11（5位）	符号位 S	全0=正温度；全1=负温度（补码）
bit10~bit4（7位）	整数部分	温度的整数位
bit3（1位）	0.5°C	小数第1位
bit2（1位）	0.25°C	小数第2位
bit1（1位）	0.125°C	小数第3位
bit0（1位）	0.0625°C	小数第4位（12位精度最小单位）

换算公式：摄氏度 = (short)原始16位值 × 0.0625

例：原始值 = 0x01AC = 428（十进制），428 × 0.0625 = 26.75°C

负温度 short 类型

使用有符号 short（而非 unsigned short），是因为 DS18B20 负温度时高字节符号位为1，short 能正确处理补码，乘以 0.0625 后自动得到负值。

5.2 get_temp() 完整代码

float get_temp(void) 
{

    unsigned char temp_low = 0, temp_high = 0;

    short temp = 0;

    // 第一阶段：触发温度转换

    ds18b20_reset();

    write_ds18b20(0xCC);  // Skip ROM

    write_ds18b20(0x44);  // 开始转换

    Delay1ms(1000);       // 等待转换完成

    // 第二阶段：读取温度数据

    ds18b20_reset();

    write_ds18b20(0xCC);  // Skip ROM

    write_ds18b20(0xBE);  // Read Scratchpad

    temp_low  = read_ds18b20();  // 先读低字节

    temp_high = read_ds18b20();  // 再读高字节

    // 第三阶段：拼合 & 换算

    temp  = temp_high << 8;  // 高字节移到高8位

    temp |= temp_low;        // 低字节填入低8位

    return temp * 0.0625;    // 乘以分辨率 = 摄氏度

}

函数	用途	说明
delay(n)	粗略软件延时	空循环n次，不精确，用于非时序场合
Delay10us(n)	精确延时 10us×n	用 _nop_() 填充，1-Wire时序必用
Delay1ms(n)	精确延时 1ms×n	调用 Delay10us(100) 共n次，等待温度转换用

知识点 _nop_()

来自 intrins.h，执行一个空操作（NOP指令），占一个机器周期（约1.085us @11.0592MHz）。多个 _nop_() 叠加可精确控制微秒级延时，是1-Wire时序的关键手段。

#include <stdio.h>   // 提供 sprintf

int main(void)
 {

    float t = 0;

    char ds_temp[32];    // 存放格式化后的字符串

    uart_init();         // 初始化串口（2400bps）

    while (1) {

        t = get_temp();                        // 读温度（约需1秒）

        sprintf(ds_temp, "temp:%.2f\r\n", t); // 格式化为字符串

        uart_sendstr(ds_temp);                 // 串口发送给上位机

    }

}

sprintf 格式化字符串

sprintf(buf, "temp:%.2f\r\n", t) 把浮点数 t 格式化为 "temp:26.75\r\n" 存入 buf。%.2f 表示保留2位小数。\r\n 是回车换行，串口助手正确换行必须。

命令码	名称	用途
0xCC	Skip ROM	总线只有一个设备时使用，跳过64位ROM匹配，直接操作
0x44	Convert T	触发ADC开始采样，12位精度最长需等待750ms
0xBE	Read Scratchpad	读取暂存器，先低字节后高字节（共9字节，一般只读前2字节）
0x4E	Write Scratchpad	配置分辨率（写入 TH/TL报警值 + 配置寄存器）
0x55	Match ROM	总线多设备时，指定某个设备的64位ROM地址通信
0xF0	Search ROM	枚举总线上所有DS18B20的ROM地址