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STM32驱动温度传感器DS18B20原理,附代码

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STMCU-管管 发布时间:2021-7-2 11:06
DS18B20是一款常用的高精度的单总线数字温度测量芯片。具有体积小,硬件开销低,抗干扰能力强,精度高的特点。' }# t* g+ t% t4 {
; z4 v3 l$ C# |$ Y  ]

+ {- c1 b0 a0 v( e) ~5 _& S9 |DS18B20原理2 {) U: @/ ~* d$ |* o, K
传感器参数
, F8 C2 \0 u4 W' R测温范围为-55℃到+125℃,在-10℃到+85℃范围内误差为±0.4°
" v; w# Y& U- F! f返回16位二进制温度数值
: d% e3 p; ^' a0 h- {  Y/ U主机和从机通信使用单总线,即使用单线进行数据的发送和接收
3 k2 s) Q2 R5 c% e; K4 e: x7 W" r4 [2 W) U" K2 ^/ |  W1 S7 Y

! w5 o2 l' b7 V  g在使用中不需要任何外围元件,独立芯片即可完成工作
4 z: O' @1 W# A) o9 w; J1 D7 E7 V) c% h# \2 ]' l, w

6 w/ O! \, K' p& z! o掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ,通过配置寄存器可以设定数字转换精度和报警温度,在系统掉电以后,它仍可保存分辨率及报警温度的设定值
1 M5 j2 |) o9 a: ?5 J- n
0 U& ]* u8 Z% |" c, s7 i
9 Q2 [: I/ K" D* a- n% J' y1 U! Y6 e
每个DS18B20都有独立唯一的64位-ID,此特性决定了它可以将任意多的DS18b20挂载到一根总线上,通过ROM搜索读取相应DS18B20的温度值
: ~+ j$ O/ E, y4 V+ o7 O6 W/ q) d! G2 u! q3 [! G9 ^4 E0 V6 ?6 ^2 k

7 m  F0 H( S; |. ^3 l宽电压供电,电压2.5V~5.5V4 |6 ]1 C2 |1 @! }3 ^. i6 v: e

# ?6 r2 _8 e; x4 m- g$ j9 I0 x
8 `5 E5 x; j' A. D2 g- b9 D1 W" p; H
DS18B20返回的16位二进制数代表此刻探测的温度值,其高五位代表正负。如果高五位全部为1,则代表返回的温度值为负值。如果高五位全部为0,则代表返回的温度值为正值。后面的11位数据代表温度的绝对值,将其转换为十进制数值之后,再乘以0.0625即可获得此时的温度值
+ A/ h. E" j: _1 q
5 l7 Y. a- f5 ^3 |# M9 _; l

2 y$ }8 p& F' w8 t8 v传感器引脚及原理图
0 h# N. @6 V+ d$ N  W; n: G6 ]    DS18B20传感器的引脚及封装图如下:% C) C+ Q8 C, S8 l! O
11.png
    DS18B20一共有三个引脚,分别是:' S  L( n! Y: A: w4 f9 T1 G) M& X

. f" j& M9 H* ~8 h% i' c2 B
  q& \" `. U. V+ e* f: ]
GND:电源地线, \, p) |& i8 D
DQ:数字信号输入/输出端/ Y" U% C4 {+ [/ d1 v6 I
VDD:外接供电电源输入端
1 l: [2 l0 R, S+ o5 I5 k# t1 L
12.png
    单个DS18B20接线方式:VDD接到电源,DQ接单片机引脚,同时外加上拉电阻,GND接地。& I# o% }4 w- x, u7 {, A! H( V
: V  @+ z$ ^/ ]# b6 H; T. e! h$ w
4 _+ [; K! j0 z" U) q3 [3 |# v3 ~
    注意这个上拉电阻是必须的,就是DQ引脚必须要一个上拉电阻。
3 V! `$ H: X4 Q" S: f; ^3 ]+ p( A5 J! A* N; |

4 ?/ s. M+ j! v1 }( ^& d$ b7 Z! FDS18B20上拉电阻
4 r7 `0 v9 k6 p    首先来看一下什么是场效应管(MOSFET),如下图。
8 B) C5 N; G3 D5 j
13.png
    场效应管是电压控制型元器件,只要对栅极施加一定电压,DS就会导通。5 Q# C% i- Y% C3 @( N  t

# t& [6 b7 Z* O1 d( \5 d2 z
1 B2 U5 b# A8 h. K  O( E' x
    漏极开路:MOS管的栅极G和输入连接,源极S接公共端,漏极D悬空(开路)什么也没有接,直接输出 ,这时只能输出低电平和高阻态,不能输出高电平。. B$ t# Q" N7 F* w/ I# }

3 n) b- j9 R1 E. ?
7 ?, d8 W2 c/ H% e) `/ ^
    那么这个时候会出现三种情况:
4 N0 w1 A( g; K. A: }  F% t" u+ s% }8 L7 x
# c& M! Q& m% G% l
下图a为正常输出(内有上拉电阻):场效应管导通时,输出低电位输出低电位,截止时输出高电位) E6 u7 g, n% o! }: s3 a
3 U- l2 ^% M5 I3 ^& p

- H& D2 ~; m' m下图b为漏极开路输出,外接上拉电阻:场效应管导通时,驱动电流是从外部的VCC流经电阻通过MOSFET到GND,输出低电位,截止时输出高电位- F" S7 q) y8 j( {# m& @
. u6 m3 _: n8 {* u5 G

# b: f% g. q" O下图c为漏极开路输出,无外接上拉电阻:场效应管导通时输出低电位,截止呈高阻态(断开)# W: \) q8 W  T
14.png
    总结一下:: P5 O" I. R1 ]+ n5 Y' P

+ t" j0 n5 l. G& f# }& X/ R

* M/ ?5 M/ [' m1 s0 D) e    开漏输出只能输出低电平,不能输出高电平。漏极开路输出高电平时必须在输出端与正电源(VCC)间外接一个上拉电阻。否则只能输出高阻态。
' F& p5 ^' Q- c) L, z) g
: _) R" x" r4 p7 O

, u6 h4 Q  ?3 a/ A# o    DS18B20 是单线通信,即接收和发送都是这个通信脚进行的。其接收数据时为高电阻输入,其发送数据时是开漏输出,本身不具有输出高电平的能力,即输出0时通过MOS下拉为低电平,而输出1时,则为高阻,需要外接上拉电阻将其拉为高电平。因此,需要外接上拉电阻,否则无法输出1。
# o$ Y/ {" |% N; g7 R1 m9 r; g/ f& S7 C% ~+ W; P

; C( I2 i/ h0 F$ E$ V, w1 X; [    外接上拉电阻阻值:
# i1 j5 A$ m& i: N8 p) Q( e
3 Y/ h" `4 S( Y9 U1 h9 [
3 X* ~: j# p- v2 l4 U. v* K$ ]
    DS18B20的工作电流约为1mA,VCC一般为5V,则电阻R=5V/1mA=5KΩ,所以正常选择4.7K电阻,或者相近的电阻值。
! m+ }' C# }# a6 j* I6 y" e# L- J1 R- ^5 h4 t% H  d

8 x- }1 ?0 W1 ]8 tDS18B20寄生电源
5 q0 O( `, ^( q
: i; R9 [. y6 V4 u. _+ c  H

2 ]- ~! z% w* v' X9 `    DS18B20的另一个特点是不需要再外部供电下即可工作。当总线高电平时能量由单线上拉电阻经过DQ引脚获得。高电平同时充电一个内部电容,当总线低电平时由此电容供应能量。这种供电方法被称为“寄生电源”。另外一种选择是DSl8B20由接在VDD的外部电源供电。3 M/ O" q  @% f! Z& Y' B
15.png
DS18B20内部构成1 H0 R) }; P2 E5 U4 l$ q( S
) n5 N  L: I; Z  \0 K8 ^5 |$ u

6 E' m, @* D) u/ W1 G' \    主要由以下3部分组成:5 G, _$ R* N4 Q6 W0 T- v! T

4 N* U" i+ M( S; Q7 m

* B: D7 R! u1 V+ V3 e& T64 位ROM. h+ X6 T' t1 ^" l  D, g: @# m
8 [9 k# w+ P8 w; i( N
3 [  t3 [) V7 [* ^1 H
高速暂存器
7 \6 H, d" t% ?, N
1 i# {# A8 q# Q, w5 C; g
1 J% F1 O+ x! {# ^1 y* ^, g+ t
存储器7 k6 \4 R8 n7 e: A" `( s2 a: h
: O' D+ _5 L! G0 ]8 u$ H2 {0 w. ?, j0 y
/ m4 J* a8 }+ C
    64位ROM存储独有的序列号,ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码,每个DS18B20的64位序列号均不相同。这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。5 [2 V9 n1 ~# [" s

! v$ b$ X' p6 @+ I
, {8 H  ^; `0 @% z& K8 b# L
    高速暂存器包含:
* B% c% m$ @& M2 f+ F* P
; U; O" B+ ]7 E5 f7 X/ t
# c3 d, h- _" b* u
温度传感器" c9 G) V: B; O2 ]* y: ~

5 u4 |0 @# X% B7 c
7 }, Y6 \" q0 n0 r
一个字节的温度上限和温度下限报警触发器(TH和TL)
; p' C* E1 e3 p& w6 o: _1 d* h6 F- A9 ]" P9 y$ I; H8 R5 Y0 b+ n  |

" `( A% _6 r, a& ]7 S配置寄存器允许用户设定9位,10位,11位和12位的温度分辨率,分别对应着温度的分辨率为:0.5°C,0.25°C,0.125°C,0.0625°C,默认为12位分辨率
! y( Z1 b, `; n" {# F. B- O$ r; I# h1 z, D+ Y3 ]% c/ g

8 C# `" p+ C) J: W    存储器:由一个高速的RAM和一个可擦除的EEPROM组成,EEPROM存储高温和低温触发器(TH和TL)以及配置寄存器的值,(就是存储低温和高温报警值以及温度分辨率)
$ T2 p% i" @0 D! o* M9 O
16.png
DS18B20温度读取与计算
- f% F- B' z7 u: W1 V" O$ Y; K% x5 y8 {# V8 h

( z4 o4 x. }* u3 d. Z* p    DS18B20采用16位补码的形式来存储温度数据,温度是摄氏度。当温度转换命令发布后,经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0和第1个字节。
. B4 n( `$ P* h/ g
$ O8 G- B1 Q# F7 [8 g  [; {) ]
. d% l) N8 j8 N' d; l
    高字节的五个S为符号位,温度为正值时S=1,温度为负值时S=0。9 I! i, ~' t2 s

, j0 d+ O! E& h
; C' ?& e) C; J6 W" t
    剩下的11位为温度数据位,对于12位分辨率,所有位全部有效,对于11位分辨率,位0(bit0)无定义,对于10位分辨率,位0和位1无定义,对于9位分辨率,位0,位1,和位2无定义。
& Y1 E5 |5 E6 L8 ~* x0 M  g
17.png
    对应的温度计算:0 J+ @$ W  B; j& V4 b6 m) {

9 I5 Z+ g3 q  Z" {- w* W3 T' x' z
" c3 ]0 N) M3 {; K* s+ w. n
    当五个符号位S=0时,温度为正值,直接将后面的11位二进制转换为十进制,再乘以0.0625(12位分辨率),就可以得到温度值。
3 B% r' q, p5 x2 ^, N: H. d0 [* W; p2 S+ X  c

" f6 P! d. V' ]) O$ e* m    当五个符号位S=1时,温度为负值,先将后面的11位二进制补码变为原码(符号位不变,数值位取反后加1),再计算十进制值。再乘以0.0625(12位分辨率),就可以得到温度值。9 s% u. s+ {' h+ d( [  I7 N+ p
  s8 l, @9 M, ^& C7 t' `# l. [
3 q  W, ~0 F) u" ]/ H) x- `' w' J
    举两个例子:! X  ?0 i  z7 L: P

1 f4 U, N. m; A6 ^2 Q# T

8 W: j& Q3 H4 F9 ^) \  T数字输出07D0(00000111 11010000),转换成10进制是2000,对应摄氏度:0.0625x2000=125°C
7 ?0 o; v8 P2 O# X- x; C: S: c# C% Z( Y( r2 R! Q

& u  G' `5 S0 i& ~数字输出为 FC90,首先取反,然后+1,转换成原码为:11111011 01101111,数值位转换成10进制是870,对应摄氏度:-0.0625x870=-55°C4 V) ~( F* v* e9 K0 b

  j! S- s8 U/ L8 I- W" _

( X! {7 ]0 v% i( M4 k! {: @2 f    温度对应表如下:
$ h- @( u  Z. }- l' M
18.png
    上述例子,用C语言来实现的代码,如下:
- I, \- Y% i1 l( f/ q. k1 e
  1. 3 i. I0 ]  ~0 J3 `
  2. unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;  //Temp1低八位,Temp2高八位1 \. ]% E" N8 s3 ^# I
  3. unsigned char Minus Flag=0;  //负温度标志位1 f; Z# p2 X! N- L3 r

  4. 7 P/ Q; I; Y2 Q4 a1 e& ~8 e$ r. B
  5. if(Temp2&0xFC)//判断符号位是否为16 C3 ?: c5 X; V
  6. {! ^: E- a9 L! E
  7.   Minus Flag=l; //负温度标志位置1  N6 G6 [" u& E9 A+ w- l
  8.   Temperature=((Temp2<<8)|Temp1); //高八位第八位进行整合' `. ?/ `/ R+ P' C, H- y
  9.   Temperature=((Temperature)+1); //讲补码转换为原码,求反,补1
    ) A, U4 d7 D' C3 O+ ?$ v
  10.   Temperature*=0.0625;//求出十进制
    - E  `3 S$ ]6 X( O* P8 O, b0 U# U
  11. }
    ' h8 ^1 e7 M1 U5 ], e  e
  12. else   //温度为正值
    ( \9 y- [' i/ R
  13. {
      G& M4 d; I' J$ d+ z8 q
  14.   Minus Flag=0;  //负温度标志位置0
    & h2 `1 a3 ]4 z4 d3 B: L9 |  E) @
  15.   Temperature =((Temp2<<8) |Temp1)*0.0625;
    7 d2 H8 G' C% F* G5 A5 S# v4 h
  16. }
复制代码
DS18B20工作步骤
* ^# R5 V7 `' x0 U( c
4 P) o  E( j+ d6 k1 W
! B% k; p2 J/ k$ d! A/ o
    DS18B20的工作步骤可以分为三步:
* h- t  e/ R/ w, M# ~3 v. m
0 Q. h) A' @' F8 M3 U6 R

) Y! D; C- M+ r% j' X# r0 I" S初始化DS18B20/ o; O' X" X" Q; n) z  }& @
) s: C  {" W" B7 ?) [8 w, f
8 j% O( P; g# ~: {0 M- R4 I
执行ROM指令
7 B! J' W8 p' r% G$ H. V8 D# N6 I
& R" ]8 D5 _5 T
# }& l7 x% r; a4 T- E
执行DS18B20功能指令
. J# c, N& a2 z, e( d% F7 E4 F2 A6 ~- [  o1 F/ E8 T6 J. m0 r
, P& N- L/ F+ Z# F. |3 L; d% c  S
    其中第二步执行ROM指令,也就是访问每个DS18B20,搜索64位序列号,读取匹配的序列号值,然后匹配对应的DS18B20,如果我们仅仅使用单个DS18B20,可以直接跳过ROM指令。而跳过ROM指令的字节是0xCC。& j* F1 V. E5 ~3 C8 n/ i

, H; b& Y( |! i  g1 U
$ x! g7 l0 R# A  c6 |; }
初始化DS18B20
1 M& z0 ^$ F6 T- z$ X3 |6 c8 t: i7 A) y5 ~7 o

1 I+ b5 ?* W  i4 @, u9 E2 l& j! G    任何器件想要使用,首先就是需要初始化,对于DS18B20单总线设备,首先初始化单总线为高电平,然后总线开始也需要检测这条总线上是否存在DS18B20这个器件。如果这条总线上存在DS18B20,总线会根据时序要求返回一个低电平脉冲,如果不存在的话,也就不会返回脉冲,即总线保持为高电平。
% T" a: r/ M7 c# B1 p; k& B. T9 J0 M! L3 P  t" V

" V% e7 [! n/ \    初始化具体时序步骤如下:
: u8 B7 A: p) ~4 |& r# O. F' s  l) J2 }
# @7 S! h  K3 m! u- k
# I/ L( _7 n0 n$ N/ Z5 _
单片机拉低总线至少480us,产生复位脉冲,然后释放总线(拉高电平)8 q3 o3 Y& q! [2 h/ e
2 O6 @# J  W& `: S
) r6 U. K" A6 K  v' B
这时DS8B20检测到请求之后,会拉低信号,大约60~240us表示应答
) h2 p" Q5 N  Y* O' b& O* i5 M: v0 q! w* R2 [1 T! t

7 }9 U! ~3 C6 `2 g% o. ^DS8B20拉低电平的60~240us之间,单片机读取总线的电平,如果是低电平,那么表示初始化成功1 Q6 Z" l$ w' S& Z1 g  z! t5 H  M' |
; l; N) z* A) b/ |  J* ]) a  c

8 u  z" B8 L* G* H+ }DS18B20拉低电平60~240us之后,会释放总线
: i5 u4 \! K$ P% K, q8 \, ?
19.png
    DS18B20的初始化代码如下:$ }" b. V9 t9 s% x
  1. " z3 C+ X2 t( j1 K% [9 h" Y
  2. /*****初始化DS18B20*****/
    % O' e3 Q: p$ Q. e- N/ N
  3. unsigned int Init_DS18B20(void)# f- ^# m0 _8 O" `# ]7 S8 U
  4. {
    $ z$ P- p' y0 B! v( Z" a3 P" ~1 s
  5. unsigned int x=0;  O" z: u; A  a) ^
  6.   DQ = 1;      //DQ复位
    & P1 ^. p0 m& g5 D5 U) }& O
  7.   delay(4);    //稍做延时
      X: Y# y6 j: v+ d( c
  8.   DQ = 0;      //单片机将DQ拉低
    9 g. ]. D) p6 z/ n0 x5 g7 e
  9.   delay(60);   //精确延时,大于480us
    % V6 F. h/ l5 H2 _+ q3 w0 m
  10.   DQ = 1;      //拉高总线
    # h2 R3 R2 D* A+ m$ [
  11.   delay(8);
    ; L6 Y7 o& ]. K! X$ _% y
  12.   x = DQ;      //稍做延时后,如果x=0则初始化成功,x=1则初始化失败* ^+ |: J8 U6 P* O0 l
  13.   delay(4);
    $ l: F5 z0 ~' c' s
  14. return x;% @$ _7 U0 {7 _9 Q
  15. }
复制代码
写时序9 V/ B3 W" P8 v* o9 a! k3 v: g6 s

6 I5 h) v0 ^+ J# g3 z6 S. |

/ K( l3 L5 s! W: `) b0 k1 A    总线控制器通过控制单总线高低电平持续时间从而把逻辑1或0写DS18B20中。每次只传输1位数据。
6 d4 V( Q/ G. u. n  Q' o
. e& F6 O, B4 G! [7 R
& t# u; R; C3 A6 T7 b/ \- }6 L2 J! `/ E& g
    单片机想要给DS18B20写入一个0时,需要将单片机引脚拉低,保持低电平时间要在60~120us之间,然后释放总线。
0 U0 U8 x3 Y( _
% s% L$ d$ A  `9 Y2 |7 C

& @8 A  a3 |/ j1 @    单片机想要给DS18B20写入一个1时,需要将单片机引脚拉低,拉低时间需要大于1us,然后在15us内拉高总线。+ p+ {& ~0 a1 y
. U7 M7 ?; O- Z5 I- i4 p4 v$ D
' n$ B- E9 }; d- \
    在写时序起始后15μs到60μs期间,DS18B20处于采样单总线电平状态。如果在此期间总线为高电平,则向DS18B20写入1;如果总线为低电平,则向DSl8B20写入0。$ Z( m4 Y. K$ C1 }7 [

& j. m4 G& E3 D
, |6 V9 B2 U* s0 ~6 p4 z, Z
    注意:2次写周期之间至少间隔1us。7 ~6 {2 E) Q- I2 \
20.png
    DS18B20写时序的代码如下:0 q0 r+ R. O( n+ R7 S& u

  1. $ E* t6 P6 P7 e1 a) l
  2. /*****写一个字节*****/* J* b% e$ A; g
  3. void WriteOneChar(unsigned char dat)
      z8 D5 w: p: J  P! k" M7 x
  4. {0 h5 W) W1 d% s' ~
  5. unsigned char i=0;, ^. {: C' r4 B3 v
  6. for (i=8; i>0; i--); n$ C( s+ E) ]6 ~+ I- K
  7.   {
    3 ~$ G6 T; a- O  M2 B
  8.     DQ = 0;
    7 i, S& o( s2 c; B" Z
  9.     DQ = dat&0x01;  //与1按位与运算,dat最低位为1时DQ总线为1,dat最低位为0时DQ总线为0
    : s2 c0 ^+ B5 r7 q
  10.   delay(4);- t8 |# y% [  m, p3 ~, _4 O- @
  11.     DQ = 1;
    : g  U6 R% J& R; y) O
  12.     dat>>=1; 4 i' V0 o- z7 r. J; F
  13.   }
    8 m# F+ y. G1 w' `5 K1 j
  14.   delay(4);
    0 b/ d% f# H8 P7 V5 \
  15. }
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采用多个DS18B20时,需要写ROM指令来控制总线上的某个DS18B20。如果是单个DS18B20,直接写跳过ROM指令0xCC即可。DS18B20写入ROM功能指令如下表:
/ T! |; ]. A3 G4 P" |7 R
21.png
    DS18B20的一些RAM功能指令如下表。其中常用的是温度转换指令,开启温度读取转换,读取好的温度会存储在高速暂存器的第0个和第一个字节中。另一个常用的是读取温度指令,读取高速暂存器存储的数据。
4 J7 _; S6 O. b0 d
22.png
3 \- w4 c) v, @$ g" o
2 q2 f' g& ]( `
读时序
$ m$ J. b, x5 t7 ~, B( y    读时隙由主机拉低总线电平至少1μs然后再释放总线,读取DS18B20发送过来的1或者0。
" ~# ^% i, j$ H8 s
. ^# y( s, h2 v% ]2 E

/ x1 `" P0 t  _' f# `4 Q# k4 K    DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后,便开始送出数据,若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。: K- w& N" Z  Y9 p9 _( ]0 x
23.png

9 C/ P' U" j1 @( B7 u6 _8 b
2 J  {2 b3 R  R0 n+ B; t
    注意:所有读时隙必须至少需要60us,且在两次独立的时隙之间至少需要1ps的恢复时间。$ y, z4 y' u4 u4 e
3 \: C* s. ^& b

! Y- ]0 Q+ v2 J6 r; C6 ?    同时注意:主机只有在发送读暂存器命令(0xBE)或读电源类型命令(0xB4)后,立即生成读时隙指令,DS18B20才能向主机传送数据。也就是先发读取指令,再发送读时隙。+ Q/ b: h: ?  i2 f" f
5 B3 R' M& `6 r# t) k- S6 H

8 F. I" N1 i0 I2 D    最后一点:写时序注意是先写命令的低字节,比如写入跳过ROM指令0xCC(11001100),写的顺序是“零、零、壹、壹、零、零、壹、壹”。5 I4 ~* w3 k4 p# A$ x

" _7 s5 h! m& n* G# j# Q

2 I8 ?5 C+ c0 b9 B6 Q    读时序时是先读低字节,在读高字节,也就是先读取高速暂存器的第0个字节(温度的低8位),在读取高速暂存器的第1个字节(温度的高8位) 我们正常使用DS18B20读取温度读取两个温度字节即可。( @0 Y: `8 F3 g8 ]7 w1 G+ J
8 P, Q$ z1 I' s7 f* z6 L
* b, X7 ?  E$ F5 U; R* x6 {
STM32例程
7 P: `" J; c$ q* N    DS18B20.c代码:
& Q$ q/ x4 O' \# q/ \' I6 u
  1. ' p- a+ y  B! g' c6 f- z( r
  2. #include "ds18b20.h"$ P) p) N% Z+ \: D1 o: O
  3. #include "delay.h"
    + k! z* f; Z% m

  4. 2 l5 t. K( V5 _1 \) S
  5. //复位DS18B20
    ) W- c( C# x( W- a# f; X
  6. void DS18B20_Rst(void)) d% ?- M/ X6 P. K2 J. j* a& S
  7. {                 
    $ E1 x9 d! D  m! i+ I: q
  8.   DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT! ^" b+ Y0 c2 k8 T
  9.     DS18B20_DQ_OUT=0;   //拉低DQ
    % \9 }0 ?& f6 Z4 x
  10.     delay_us(750);      //拉低750us( N7 f) V; L) G: ^! }
  11.     DS18B20_DQ_OUT=1;   //DQ=1
    5 q4 x: k& T. m, Y1 D
  12.   delay_us(15);       //15US
    - ?3 U4 l" p' y  ]/ A
  13. }
    3 u3 U1 H) Z+ |3 Q; O1 a- u
  14. //等待DS18B20的回应. W, {$ a" {2 w; `
  15. //返回1:未检测到DS18B20的存在3 b/ r1 ~( E3 l/ Z- n* d5 [
  16. //返回0:存在
    0 r! U, L5 J. ?
  17. u8 DS18B20_Check(void)
    ; T1 D1 \" }9 L
  18. {   
    0 T7 y/ P6 ~. J' V9 f6 l8 @7 H
  19.   u8 retry=0;" n# Y4 x* x+ C4 K, Z/ \
  20.   DS18B20_IO_IN();  //SET PG11 INPUT   
    / n! Q, e2 M' c7 t0 s4 j: O. O9 r
  21. while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)6 V6 d! s4 Q9 p
  22.   {
    " {( r$ x- D9 o  C; e) M% v
  23.     retry++;
    7 V/ W4 J$ h% H) e4 F7 f* d
  24.     delay_us(1);- G' v4 `5 \5 d6 G7 _8 V
  25.   };   : l7 L8 e* R; {4 `, e
  26. if(retry>=200)return 1;: K+ B" f8 J# v% v- ~1 W
  27. else retry=0;
    & \0 g+ d& Z. E' Q, {2 Y# l  b2 r
  28. while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
    ! X: v3 i- j- I: k/ ]+ U
  29.   {
    4 m( r9 a) @! P: n
  30.     retry++;
    2 g; t0 s4 J- D1 `) P' \
  31.     delay_us(1);% J  V% f! B( }# P' H, X* |
  32.   };- s3 F5 ~8 |7 {+ o, }: i
  33. if(retry>=240)return 1;      
    , A4 v1 u+ a5 f* f) u! ~! u4 ^% w5 E
  34. return 0;
    0 z  O1 `% N9 ^* J. B
  35. }5 |3 n6 o) f8 {- U, V* l2 \
  36. //从DS18B20读取一个位. M: P# a# T! v7 G3 A9 Q& \. l$ U
  37. //返回值:1/03 q( E% R* N! p8 g
  38. u8 DS18B20_Read_Bit(void). Z, [, C9 ~, k
  39. {, U' b2 |; T. N
  40.     u8 data;7 M* D0 m) z5 S) V# G; u7 N
  41.   DS18B20_IO_OUT();  //SET PG11 OUTPUT5 A% N' H( W3 q% [9 D$ e! W, F) k
  42.     DS18B20_DQ_OUT=0; ( |3 \1 x9 O5 {" q% S# s
  43.   delay_us(2);- j$ y& U! P0 M' b' k
  44.     DS18B20_DQ_OUT=1;
    " i- k& v' q0 t* q3 p  M6 K# u& N
  45.   DS18B20_IO_IN();  //SET PG11 INPUT
    . I: b0 p/ \! T3 g7 w# b
  46.   delay_us(12);% w+ h) q9 p, u: T7 M& j7 D- x
  47. if(DS18B20_DQ_IN)data=1;0 o7 O6 l% c+ }* E2 D( }$ i$ I
  48. else data=0;   7 D! p8 ^5 ^, u! l
  49.     delay_us(50);           - ^+ r$ R2 k4 a
  50. return data;6 I7 Z8 C" ~/ f
  51. }" o- _+ E$ f4 w3 n- b
  52. //从DS18B20读取一个字节: Y0 d- D- x+ E
  53. //返回值:读到的数据( A* e4 _2 k  h+ Z, H5 k% |
  54. u8 DS18B20_Read_Byte(void)
    0 ~& c7 j9 u, S
  55. {        
    ! s- \( B( I3 U2 b% W2 k7 G
  56.     u8 i,j,dat;
    ) @! g; V) j; w( \, E
  57.     dat=0;
    4 m9 v" |$ {$ }5 {" T( d
  58. for (i=1;i<=8;i++) * A- B) g  [; t" T" Y6 [5 R3 @' {
  59.   {
    % G2 D$ ]/ i# a
  60.         j=DS18B20_Read_Bit();: `( _; V; K( F. ?4 d
  61.         dat=(j<<7)|(dat>>1);
      R& d# R$ |$ F$ n6 u
  62.     }                3 v, o. J- D0 ]: o3 G
  63. return dat;
    0 u* u: }) G- l  P4 Y4 Q
  64. }
    0 Y* `  w% f  n& X4 V$ H* c. e
  65. //写一个字节到DS18B200 y' V( `$ k# p% x
  66. //dat:要写入的字节
    8 _1 p" Q1 J% U3 J. H. ]
  67. void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)  x5 w+ q' b5 @, I9 i( e' U
  68. {             3 W. Z( b5 [6 R; }5 y" G8 n
  69.     u8 j;3 G" C5 f+ C4 N; I1 L# y
  70.     u8 testb;* ^2 s) M3 d( Q: v' i( Q( B
  71.   DS18B20_IO_OUT();  //SET PG11 OUTPUT;) D" G& m: Y* q
  72. for (j=1;j<=8;j++)
    7 D0 j' o; S! P$ o5 P
  73.   {  c9 W: L7 k6 X/ j0 u# O
  74.         testb=dat&0x01;& V; o$ _9 }, F5 ~9 p/ F' N
  75.         dat=dat>>1;
    : p& n: U& I: k7 \( Q
  76. if (testb) 9 k( u$ S: @. O7 B% Q! `
  77.         {
    1 P' h* K, c7 m7 B; c
  78.             DS18B20_DQ_OUT=0;  // Write 1) E+ ~, q6 \( u, V1 f
  79.             delay_us(2);                           
    8 J# F0 \# y) j6 ^9 k$ I! y; @
  80.             DS18B20_DQ_OUT=1;
      f4 }! y0 U: P$ h, P
  81.             delay_us(60);            
    & l, W, B  f- |- l2 T
  82.         }
    + b( s% R: I; m  i9 Y% P0 p/ M# h
  83. else
    0 X; e; U& }' ~0 V4 O
  84.         {6 D2 K' d; z, j- \& w
  85.             DS18B20_DQ_OUT=0;  // Write 05 r1 d0 t. k8 [. W0 ^
  86.             delay_us(60);            
    * Z+ E0 V: f% X! P& Q  ~0 l- ^5 ^+ m
  87.             DS18B20_DQ_OUT=1;
    3 r& E0 Y9 G2 L6 n6 x+ v( o- u+ f
  88.             delay_us(2);                          
    ; y, S: e! k" u; `5 W
  89.         }( v9 b4 L: O  v) T; S5 p6 I
  90.     }
    * T! G, e5 v" ?, R) I* O
  91. }7 u5 d& o5 M3 T2 {2 k, j+ S& H
  92. //开始温度转换$ q; {; M+ G# D/ Q; U" ?
  93. void DS18B20_Start(void)# v% B8 {3 `: x. S
  94. {                              5 _" M' g0 z; I' P
  95.     DS18B20_Rst();     0 m5 T' F! U2 q9 T5 n
  96.   DS18B20_Check();   1 z& u& U3 G+ R5 @+ e* G
  97.     DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip rom& {, y$ {2 g. ]% k; N9 Q. B
  98.     DS18B20_Write_Byte(0x44);  // convert
    7 g1 m, f  f) ~! ^$ h0 \
  99. }
    0 r  k# e4 r: x+ w  }
  100. & K1 M4 x3 v: G' H% y' ~
  101. ' P- ], t$ O' B3 k6 d  l1 O
  102. //初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
    + v( `* p1 R* j/ g
  103. //返回1:不存在
    , x3 a1 \$ X6 @% k
  104. //返回0:存在      
    # v2 g; T9 b4 Y( `+ ~
  105. u8 DS18B20_Init(void)3 |2 A. U$ {& F' F. f5 O
  106. {
    , J- u6 n$ r: \3 U
  107.    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;" R0 u0 ^% \9 ^  v& j2 ^

  108.   M- E4 g  F* Z6 R7 H
  109.    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);   //使能PORTG口时钟 / \1 z2 o+ Q% s7 ]/ n" T  E
  110. & {% ]0 F' [  ?4 x0 a- C! }  e
  111.    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;        //PORTG.11 推挽输出
    3 M8 c+ J2 E; T% P
  112.    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      
    7 o7 q! r; X6 `( L+ T" F. s
  113.    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    & B+ h; P" ^4 |5 F, U! H
  114.    GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);! S0 j9 T$ V4 D7 _9 `
  115. : |7 Y9 d7 f* I, a6 s

  116. ' y4 L; P9 f+ p/ D
  117.    GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
    % x% n1 \% c2 Y% Q; j

  118. 9 a. @5 s" w" C8 J- _) p: N
  119. + c( }6 y, ^$ K$ l5 P
  120.   DS18B20_Rst();0 I2 D  A0 r3 \2 l# X

  121. ) d; E2 I7 v9 y5 @) x
  122. & D, R& [) z. S# l( ]- j% Z
  123. return DS18B20_Check();
    $ M& U7 p  U2 I! M
  124. }  
    4 p1 ?$ ?$ L  D9 \
  125. //从ds18b20得到温度值
    $ n7 H4 r3 }4 I4 R
  126. //精度:0.1C4 g0 N* j2 Y* d6 O  t0 S
  127. //返回值:温度值 (-550~1250) % B  g5 v& F# ^0 H, K  c9 Q
  128. short DS18B20_Get_Temp(void)
    : L8 o8 E6 V& Q5 T9 d
  129. {- [9 e' z; F* p
  130.     u8 temp;* m' L9 u8 {" r  b2 _/ B: ]
  131.     u8 TL,TH;
    9 v( K3 h7 k* U6 n8 i$ g
  132. short tem;
    ; S: X: ?5 H9 P) F  d0 m
  133.     DS18B20_Start ();        // ds1820 start convert% V! b6 p$ Q' b2 E) U
  134.     DS18B20_Rst();/ ]8 H7 j" {  J$ X
  135.     DS18B20_Check();   : X2 k* M- ~( ?5 x
  136.     DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip rom
    5 Y* M/ F9 w/ w# W
  137.     DS18B20_Write_Byte(0xbe);  // convert      
    * G! N/ [/ R. t
  138.     TL=DS18B20_Read_Byte();   // LSB   # i5 F+ G3 Q0 ~7 j; u# U6 f
  139.     TH=DS18B20_Read_Byte();   // MSB  
    ' x$ Y1 c$ {/ f) f+ v& a

  140. 8 ^9 M# Q8 e+ z3 q9 N" y
  141. if(TH>7)9 K% F  H1 @) c" G) F: S# N% a: s! A9 }
  142.     {
    ( h$ r# k# H2 b& P1 r2 x" I& H
  143.         TH=~TH;
    7 a/ V, P- G" F+ v& x: a
  144.         TL=~TL; 8 m. x' D' C2 g5 n5 t5 O$ @
  145.         temp=0;          //温度为负  
    ' `5 P5 H. l' A
  146.     }else temp=1;        //温度为正        
    : [3 R$ s8 `5 W& w
  147.     tem=TH;           //获得高八位
    % k  Y% N( g. W, d( `
  148.     tem<<=8;   
    - K' H  B/ a2 M1 P5 G
  149.     tem+=TL;          //获得底八位
    , K! m. `( M( J1 Z
  150.     tem=(float)tem*0.625;    //转换     , Q" J$ ?( `- @7 Y- V+ K& H; q# _
  151. if(temp)return tem;     //返回温度值
    ) z0 p6 E0 O* O4 l$ z2 G0 a
  152. else return -tem;   
    ; p  V* H0 Y3 l5 r+ E
  153. }
复制代码
   DS18B20.h代码:
* [; s, N# c" V8 o6 ~
  1. #ifndef __DS18B20_H - M& f1 [. T; f$ I! I+ _; u& W9 T% F
  2. #define __DS18B20_H " C( ?9 ?6 m& }. a4 |; z2 K9 E
  3. #include "sys.h", i# ~' M4 D" _8 [0 h8 _$ h
  4. - b2 O# Y1 |# T; t

  5. . V; u! h  m) O, y" [* e0 b# h* U/ V
  6. //IO方向设置
    + E& D: E( r( L+ o
  7. #define DS18B20_IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}  U2 k; t) H* M" }' @
  8. #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}# S" C4 H, p, l: Z# a: X
  9. //IO操作函数                        
    7 b6 ~  V5 W/ ^1 R
  10. #define  DS18B20_DQ_OUT PGout(11) //数据端口  PA0 " w  X+ [+ y) |) c; G5 |
  11. #define  DS18B20_DQ_IN  PGin(11)  //数据端口  PA0
    $ R3 o+ e5 s) T; B. c5 t1 k6 g

  12. & e+ e- y9 l7 g) S* L8 z
  13. u8 DS18B20_Init(void);//初始化DS18B206 U! C2 K, ^& _) o5 r) g) p( E, ]; Z
  14. short DS18B20_Get_Temp(void);//获取温度
    " p* o6 U) e0 o1 B" l( c  R, L/ x3 }
  15. void DS18B20_Start(void);//开始温度转换* K( c( m7 G( s! v
  16. void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//写入一个字节
    6 N# Z" g/ v" o9 U! T( f
  17. u8 DS18B20_Read_Byte(void);//读出一个字节
    3 `$ ~: f& a- I
  18. u8 DS18B20_Read_Bit(void);//读出一个位# F% U) W$ O* q6 g' `& k/ a4 q
  19. u8 DS18B20_Check(void);//检测是否存在DS18B20: J: z2 F0 _1 W# Z) m
  20. void DS18B20_Rst(void);//复位DS18B20   
    " _3 c4 r8 Q8 F
  21. #endif
复制代码

/ h8 U& ^9 e* T5 `0 L2 Q, f
1 D% q5 S2 H1 H
$ e+ g2 ]6 e9 b& Y
/ Q# o4 B9 c9 Z3 \3 i8 d
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