你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

STM32驱动温度传感器DS18B20原理,附代码

[复制链接]
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。- s) Y9 Y# g6 ^  Z$ U1 Y# Q

4 P: ~; n) N1 T% P, v2 v
/ i+ n# O9 J8 x5 C( k/ j6 K  }
DS18B20原理8 D& F3 m9 x2 P
传感器参数
' T* \- R+ P) i+ [测温范围为-55℃到+125℃,在-10℃到+85℃范围内误差为±0.4°! M. W% h- E& O7 F
返回16位二进制温度数值
# C. x3 n3 y( Z1 _6 L; W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7 g7 K! y7 H) E7 _: G
( G# V% k) f( [) L- g9 J

8 \3 [# e' b; Y; X2 ]1 m9 s; t在使用中不需要任何外围元件,独立芯片即可完成工作
7 F( A/ a# `9 [/ |+ ?0 B( U
- ?( b; X( ^0 m/ L( B
' I3 U0 u4 }8 U" f& }( s$ a
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
2 x: E+ |3 h: L% f! u+ `& q+ b' x( s, I3 _- E
1 ?8 q* z7 S$ L0 @8 Y
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
  y1 Y" N3 P& N8 ?- R& h$ U% c+ o1 \. o+ P" b! n+ l

! J+ d9 {, A/ v0 Q宽电压供电,电压2.5V~5.5V) Q9 A2 Q. Y" H2 Z9 V" D/ {

+ w/ `& _$ B7 X
# l- a- N0 d3 k9 O8 g
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
/ n0 m" r: U& a% k3 H" M
  e8 X; M- Z& ?* c( n- R# i
+ B+ m# f* R+ d+ z# K! G1 m! g, T
传感器引脚及原理图6 U6 O( v5 F; l2 O; R( q
    DS18B20传感器的引脚及封装图如下:
+ Q5 ~! \3 J2 V/ M  u8 g4 M
11.png
    DS18B20一共有三个引脚,分别是:
, O3 K# o2 @. t/ C8 S
9 s+ Y4 O) o5 w5 r

* t% P2 Z! V6 i# e, e# ?" NGND:电源地线
& _/ z9 {5 M) M; ?6 o, UDQ:数字信号输入/输出端: n) f6 U; g$ E( y9 T* P
VDD:外接供电电源输入端
, k- K, t% y. O5 S; s* G( L, |& l) i2 _
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。
1 h. w9 p1 x" Y& q% O& @7 o. ^. u) C, U6 ^( d0 N
# @) s& K3 f  f
    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。; E( d* k5 S3 I( z& Z: Q" |

' x# J4 y8 ^  N# u0 L7 O- ?/ d

* J/ m1 ]$ X4 s3 L3 ^5 F: LDS18B20上拉电阻8 N# X5 _0 G% y( D; m6 C& c/ [
    首先来看一下什么是场效应管(MOSFET),如下图。! B' W3 |2 `% h; E" ?$ g
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。  \6 {  w- q( h% Y$ d1 a$ J

8 b5 I1 _; U4 A% {* X: X' J1 v; p
1 U: u# ]5 a" Z, ]5 x: \  Y: L
    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。" L9 J% c5 \# Z
1 f" h$ Y5 k5 v% [

+ S5 K8 S- r5 x' Z: }# X* H    那么这个时候会出现三种情况:
1 l- X* }! l& U/ i, Q4 Y6 O6 x& D; z6 F" T- T2 {3 {. ]

4 B  A# W/ Q, f% c/ h& h0 G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
" N% f& Q9 u8 D' ~# o/ P
: _/ s" O0 t  [; U) G8 W. v

$ G' A- l- P8 o) p- x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
, ]& u6 f/ q! \4 L: M/ l5 @6 h0 U' m  a7 Z( o7 a( x

" u6 A/ n# {1 A8 E7 C7 @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)% R# a! y- x1 R' V
14.png
    总结一下:
/ f& F2 V# n1 h3 I0 L3 i/ y4 z/ d1 H

" z2 D/ ?# C3 p1 w% ?    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。
. r$ b3 F, b" P# p
( f/ l( E) L" {/ R# j$ q* Y& M: [
/ f) U5 o: E7 F: T/ z, j
    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。5 R( O: d- z7 c& \' N$ z9 ]
- j) [/ w' M/ A+ E
) n7 P" w* N# b- K3 U9 i; L
    外接上拉电阻阻值:3 a: s3 O  Q$ }4 h

4 l3 r: [- t' W6 f5 ?2 c4 c1 f
  Q. k6 s: q1 G, C" F" M5 Q
    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。) V, @4 I+ m  S/ k
* t; A' |" B; R$ c. F/ P) ~# I

# T+ i6 J, ?8 p$ `2 m( VDS18B20寄生电源
; F$ V& h$ ^: ]+ X; }, d) G
- J0 x, i( h; ?
& |) E' b* S' b+ j
    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。
& E' X4 m* p8 T  r- w0 u& @
15.png
DS18B20内部构成, r2 t2 d+ H2 \# F" O$ m+ h( i
9 y9 O# r2 L% d  ]# D# Z

, _8 G( m8 U. W9 e' S6 A    主要由以下3部分组成:
( c( T: A1 \  T2 `) ~  S" r3 C
. Y* A1 H! e" M6 z& |2 u
% G1 q6 L0 J) K& ?
64 位ROM
" L: a" r: I, a( X# K: Y, _  B0 t  V. T4 g, h" \3 X% z
8 X  n/ `9 Z5 t7 d% i# m" d
高速暂存器! {+ q# N# M) ~( ^/ O% U7 |  }; B  z

* P) u0 J9 S& z3 w2 Z6 u
  `+ q" j1 w: n# y1 _6 x( w! [
存储器# b) \5 c0 u" A& `- x

( y) u3 h! P5 y  L5 F/ ]+ {

) z9 v: o2 \9 |) \    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。1 {: T% i# I. y! u3 H, G+ k( T
4 o$ i1 ^2 q5 J, n; A) _

( b+ O. _& }( U! i. l2 K: }    高速暂存器包含:( {  T- Q( \( n; c2 s

- L0 S: e; p% y! a4 x" m
" c1 H: X2 S8 r" O; D
温度传感器: ?  B8 ?( y5 H' q4 l- u' o8 c

3 U7 R% ]4 z) F* ^

% Q5 N3 t/ ^  Q) ]$ w! ^7 Y/ U一个字节的温度上限和温度下限报警触发器(TH和TL)( W: @; H2 L$ N* p& {! e) b
. y2 b! K4 U/ y, ~1 W; B& y

, ^  z  J7 @7 G+ o5 }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" ^9 k1 V' _! V4 ~: g( }

' w" R# z+ B! g5 k& i5 L% g$ |

5 N8 D$ s1 g9 x& k    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)8 K( G8 x4 H" {$ W: |7 B
16.png
DS18B20温度读取与计算  K# e# o3 W/ E# h, h* v

3 r! q; N! ?) X' W5 N
& \# Y; ?9 e. A3 i& i# G( F
    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。/ V& }0 t1 @& p2 p
! K- e& {5 g2 i' z. T6 W* D8 a, T6 ?  D
; w. t5 R, X$ x% \5 g( \
    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。- `5 l9 t; p. J" Z% }

" @. s- P6 g) M7 f3 _3 s" n

3 f! {  O6 w* J# \    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。5 m# H7 u( }- D+ J/ n+ e# C) q* H7 C
17.png
    对应的温度计算:
% E- U7 w' P4 q0 \7 j. f' |0 _, W+ d- D! z4 C1 }0 v; n

+ o! S: u+ z, A( ~+ a7 J    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。" y6 b+ G# E1 F# |8 z
& F0 t+ Z, v& X; v% Z( _

" h( u. \8 p' W2 Y( o4 \; x2 s    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。
) S  c; B) v! a7 R, r
( \& ?/ p' N; y# G
, ], Q2 f5 j: x" ~7 Q
    举两个例子:- \0 s* s- `: M1 D% S2 S5 ?

, }# j& `  g" s  I7 }

; B0 @5 [! H. [9 Y" D) [数字输出07D0(00000111 11010000),转换成10进制是2000,对应摄氏度:0.0625x2000=125°C
9 _; A" L& `9 Z! {) e" N, k- a4 z) Y: K7 U+ |8 R" o

; m) ~9 Q  _! D- t. s/ I  c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°C! a6 S: G+ A$ n) D# T9 C
- i0 g4 B0 B  B( g$ j3 G1 Z9 O6 v

0 g& X# L  q" ?0 S    温度对应表如下:
4 x3 d8 ?( w0 w# X/ k" y& d
18.png
    上述例子,用C语言来实现的代码,如下:4 P5 n% q3 I; p4 T  h5 I" P
  1. * D  U6 [9 A1 j6 T: N7 e% v7 H
  2. unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;  //Temp1低八位,Temp2高八位
    $ u( f+ U% S: h7 v8 S. b% \/ z0 i
  3. unsigned char Minus Flag=0;  //负温度标志位+ n. e4 i! n' N1 L" r5 c

  4. 2 M9 [  W% [4 E
  5. if(Temp2&0xFC)//判断符号位是否为1
    8 z) h( |' t2 O* L) x
  6. {
    + y1 b* P  |5 R9 g
  7.   Minus Flag=l; //负温度标志位置1
    0 C* ^/ r% b! A
  8.   Temperature=((Temp2<<8)|Temp1); //高八位第八位进行整合& E5 A- Z  C& i: A, v
  9.   Temperature=((Temperature)+1); //讲补码转换为原码,求反,补15 H6 C& g. M" |7 b
  10.   Temperature*=0.0625;//求出十进制7 U( X+ ^' ?+ T) [/ m
  11. }6 Q( z: c0 u% }& ]: L" \& m, `
  12. else   //温度为正值
    & V; y: c/ f* b3 h; `' q% x
  13. {& z  l9 _& w+ n4 j9 P. [1 O* B) I
  14.   Minus Flag=0;  //负温度标志位置02 P. E1 x7 {$ `* @+ a0 p3 P1 M
  15.   Temperature =((Temp2<<8) |Temp1)*0.0625;
    4 f4 b0 B+ u5 k
  16. }
复制代码
DS18B20工作步骤
+ q/ A# i& _6 ^9 O( u
( M7 k# [( i! j7 Y6 c9 L; V' X
1 N1 l3 ~( }! A
    DS18B20的工作步骤可以分为三步:
- q- i6 E% O. g7 x- q8 E& \: U8 C* B' Z- n5 y# R
% F7 ~+ s. B1 P, C& Q& H8 q1 E
初始化DS18B20# l+ ^# y9 d9 a3 R! G$ h

3 b' A5 V8 i: f% I& t! F2 A1 R

9 I0 D3 |, p% [0 l执行ROM指令; u& B9 J. U1 X' a, E

6 @! A& ?4 X. r( g6 V; s: Z
  A8 j9 G8 m5 d# a7 g2 g+ Y
执行DS18B20功能指令
1 u" d: Z5 P: f' G; Q# E5 G4 g8 t0 [1 {6 J2 U$ m

7 _  C4 P3 l& l$ l    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。
* x5 I6 N5 p% v8 q% `0 K
7 j- @& R% {3 z
' p# r4 L; Z& i8 e9 v, e4 D! b
初始化DS18B20
; ?  H) P: k+ R7 U. C* F! K8 K$ n# z2 g) V. N. T
' n- s9 O# d; u' ~8 Z9 G2 G# W) R
    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。
# \' v8 U$ }8 [; y, {
" q* s$ C3 K9 L' w3 y
4 D7 L# f! D- w2 s
    初始化具体时序步骤如下:# p" R$ q3 |8 W  o9 l

3 K! C; T! |1 [# U4 _
- D  v4 |5 a' |
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)$ \! l' D) {! e0 l1 T2 w
( z4 T1 y/ p+ C- \
7 [/ n& T+ y: F: e1 Z
这时DS8B20检测到请求之后,会拉低信号,大约60~240us表示应答
+ t% I3 ]" f5 u; L$ u1 o1 N6 Y0 c/ }' m$ H4 F9 N  Y/ m
# V5 G3 _3 l8 t& Q! e, {2 f
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7 P) f8 K4 ]! D* k4 M$ N: H

$ V' F7 R* y% j( V+ J! y3 R4 h

$ Z9 O6 L* y8 n" A. `* ~6 n1 pDS18B20拉低电平60~240us之后,会释放总线
0 D; x! \2 b7 B5 M3 d/ j5 i
19.png
    DS18B20的初始化代码如下:  \% v3 v1 W) C% Q0 L' v& L9 F- C8 Z
  1. ! A" Y' l& q, K8 X9 K* q
  2. /*****初始化DS18B20*****/
    ! z9 J. z, w  i! a, x! `, C
  3. unsigned int Init_DS18B20(void)
    " O" Y& `- j9 `5 J) [) n" y
  4. {
    & P. K" T+ ^6 [4 `$ p" Q
  5. unsigned int x=0;
    & [4 L; M9 R& C$ U9 K
  6.   DQ = 1;      //DQ复位: s- ]8 H+ d: L1 {) P
  7.   delay(4);    //稍做延时8 L0 U* f, A7 |# ^( N$ ]0 r
  8.   DQ = 0;      //单片机将DQ拉低- G/ K* c; H* \5 t
  9.   delay(60);   //精确延时,大于480us# \$ v) _# e  _% N4 j
  10.   DQ = 1;      //拉高总线9 s. m# V; F0 Y& Q& Z
  11.   delay(8);- l( u4 v3 f9 E: x5 c( F
  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' ?7 p5 o) o0 g! _( m. s; l+ h
  13.   delay(4); & u' p# H& Y3 T
  14. return x;1 L/ m2 p  o  ~) c" q7 |4 e7 s$ ?2 ^8 B
  15. }
复制代码
写时序/ `7 @/ H% `/ }# C. _& [

* h  B: @/ _3 F) h, e

6 ?( ~( h# g( Q# V: P    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。
( S+ k  F" g" O3 b, D3 o4 |9 a% H/ X, G; |/ @* J
$ Q' |1 Y0 q9 l/ F( q
    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。
9 @/ {$ K3 c- A  R" U& \. A
8 G) ?4 y; y3 g9 e
7 R+ N+ S+ k* u' z3 R$ M1 ~
    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。
6 _: z: U7 K+ t6 w7 p( b1 ?& \$ Y3 L3 X4 }9 K

# Z, [, V; m* u4 p7 ]8 q    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。3 W, z) L  l& S! I! ^
. d- B' y" u& N) t& t6 }

; `. F9 \: ~: O  R    注意:2次写周期之间至少间隔1us。0 X/ E0 U+ K% b) Z. T6 P( F0 a
20.png
    DS18B20写时序的代码如下:
- I+ E5 H/ j! |/ a' H+ w: `
  1. 3 [3 U+ H% O* H0 S3 A
  2. /*****写一个字节*****/
    $ }# [/ m/ h3 h) E8 `
  3. void WriteOneChar(unsigned char dat). I. f7 b8 ^! c4 S$ h) Y* Z% y3 E
  4. {* t' m1 P! K7 U5 O) Z3 A
  5. unsigned char i=0;
    , z1 l$ n( e0 Z. {4 \4 c
  6. for (i=8; i>0; i--)$ ?2 I' j  h- L: b8 ?' ~
  7.   {: i. v- x" ~" ]( ^) _- @
  8.     DQ = 0;
    " ^" X7 Z; |8 v$ U2 U+ O: D: g
  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
    , C  E& C0 a8 }1 P, o. z
  10.   delay(4);, K' V, R" Y- r' Y
  11.     DQ = 1;+ y) v# V5 y; {
  12.     dat>>=1;
    ! B0 B/ U  h# K5 L6 W% X$ i' f
  13.   }
    8 ^/ N+ l5 X2 ?" G* u5 g. u! x* o
  14.   delay(4);
    4 r+ i' j! B" |5 [
  15. }
复制代码
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:
; v, D2 N% |8 X4 J" \/ 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。
. Z5 _2 z7 J9 F6 n
22.png

4 a% n+ @# ?* h( Z* z" ^, t% J
5 ?* f. N4 I; T4 W' z
读时序
7 `3 a5 E$ a- }8 h    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。7 Y/ a5 Z$ g, T  i/ ^

% ~, d; O2 V; U4 C; X

( _0 `; k/ \2 s  T" \    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。( h! L8 B1 p6 |, W  \) m! D
23.png
$ R: `8 d" I/ M' X' e; ~& U

4 M8 a( i7 Z) U6 Y    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。) j8 l, x! q, x# e+ }4 _

3 C- Z$ {( I# H& J
# |2 b  j/ l6 d2 S) J( m0 l
    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。
' w; c1 @+ Z/ T4 l! B: B( o& ?8 A7 ?0 }; s0 |

  M# d/ X7 O: \9 [! e5 [! t' w9 \    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”。  V& l! ~) W" W$ x2 ~2 k
6 X" M! P! |8 X* ?2 O

- q& M" q" q0 |) {& s    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。
: {' x% t! l( o9 Y! l" Y0 A5 V1 J6 A* G; @! K3 a
& N4 q3 B  U: {* M1 p
STM32例程
, d3 P* m2 K9 f7 n' l    DS18B20.c代码:
' C. O% k. }' l% t

  1. 4 S% u+ H8 Q# n4 g9 z9 g0 t0 L. q
  2. #include "ds18b20.h"& t4 K6 S$ D8 i
  3. #include "delay.h" $ ?6 F. q0 w) m: t& S3 V9 }
  4. ; i' ]. J2 L' h! x$ m
  5. //复位DS18B20* {5 l0 J( b: l* `5 w" C
  6. void DS18B20_Rst(void)2 {+ E* e5 p4 m% _7 P) b  x
  7. {                 ( z! l9 Z! V  d  G7 O& d$ M
  8.   DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT* X* L3 u0 K9 P/ {' ?# D: U
  9.     DS18B20_DQ_OUT=0;   //拉低DQ( M, B% m4 D0 F8 t
  10.     delay_us(750);      //拉低750us
      g" Q% p! {: n4 K* R! u% b
  11.     DS18B20_DQ_OUT=1;   //DQ=1
      p. Y5 R# F. \4 Y  g
  12.   delay_us(15);       //15US/ y3 T; W; b+ {; v; P5 s( `: C6 _/ \
  13. }
    ; i' B. U; _: T0 ?3 x2 I% i% j& r
  14. //等待DS18B20的回应
    ' T5 X5 T' A9 x. z' H6 M/ G4 H
  15. //返回1:未检测到DS18B20的存在0 M5 N$ t4 H1 o
  16. //返回0:存在
    $ a- a0 N# Q8 p" K9 f' y( y
  17. u8 DS18B20_Check(void)
    ) g5 Z' Z# F( p# C' e# r& `7 q. O
  18. {   
    * S$ I4 Q9 p- D# T9 x
  19.   u8 retry=0;
    - [1 w' I, g1 ?& s, |0 P$ o
  20.   DS18B20_IO_IN();  //SET PG11 INPUT   
    7 s- Q" W# k' ?
  21. while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
    . d$ }) x# o9 E& C
  22.   {# Q1 x0 D" b4 b% \: S) H( M6 v
  23.     retry++;( u  o8 a1 F  j4 ?" b
  24.     delay_us(1);
      d$ {+ X& D0 [: l9 l2 n8 b
  25.   };   + w. X$ c2 A3 V5 A
  26. if(retry>=200)return 1;
    5 @( I6 b  P% f4 `
  27. else retry=0;
      O! S9 e/ _3 E0 b' ]5 s7 K
  28. while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
    4 I6 E2 g+ j. T3 H; z; h$ P; ]
  29.   {
    ' ~9 N  L( p  L! @& N# B
  30.     retry++;/ Y6 ?  X" u3 h
  31.     delay_us(1);
    / p" d) a3 B* e! U5 X5 p% n
  32.   };
    # b$ b9 q$ g/ P* F) m+ l' b
  33. if(retry>=240)return 1;      4 ~$ h) B+ Z3 E1 Q* z9 M
  34. return 0;: p( P+ U# q( o0 b
  35. }% ~" C. z2 B: _+ M
  36. //从DS18B20读取一个位
    8 e/ K, U+ V7 c- B
  37. //返回值:1/0
    & x/ {; d1 B5 s' y4 P
  38. u8 DS18B20_Read_Bit(void)
    7 X5 q# U0 x4 C/ H* E. q
  39. {; t% s1 v5 N$ |% j
  40.     u8 data;0 E6 ^8 V7 c( @+ t
  41.   DS18B20_IO_OUT();  //SET PG11 OUTPUT
    ) w2 X$ K0 x! G3 ]& T8 z9 C  j- q
  42.     DS18B20_DQ_OUT=0;
    / k- r  P, X, D3 s8 o: |5 n& R
  43.   delay_us(2);
    ! a8 Q: g6 v3 |& @( {) s: V$ I
  44.     DS18B20_DQ_OUT=1; $ v' H& H  C/ Q9 j0 a  V$ v8 c
  45.   DS18B20_IO_IN();  //SET PG11 INPUT
    : |8 m- @. z0 W+ K8 n* g/ w) v
  46.   delay_us(12);7 \& L: w, @: d
  47. if(DS18B20_DQ_IN)data=1;
    1 ^2 j1 D5 m0 V5 F; i
  48. else data=0;   * L4 O6 |/ n- ?2 e- ~( L! n
  49.     delay_us(50);           # c0 [0 ?  d6 }/ G* R/ R; _
  50. return data;9 `+ A: [8 I! s+ G% [- n
  51. }
    8 g$ I1 z* _/ ?  Z3 N6 Z
  52. //从DS18B20读取一个字节7 L3 {4 l1 U7 v6 s6 X* p
  53. //返回值:读到的数据
    % v1 V+ `1 c) q0 {4 w+ z/ h
  54. u8 DS18B20_Read_Byte(void)3 J' m' v1 N( J+ u0 D. u+ b
  55. {        
    ; j* V# q! w0 {
  56.     u8 i,j,dat;6 H# B$ C) [0 g! L( J" f' V
  57.     dat=0;. }! e8 F# _; U, ^+ f5 f
  58. for (i=1;i<=8;i++) # O/ w. j3 u7 y% C
  59.   {
    4 y- B5 M' ]8 O, F8 x# B
  60.         j=DS18B20_Read_Bit();
    7 b( ?% b/ D& h! Y. E, Y4 N! t4 f: g8 p
  61.         dat=(j<<7)|(dat>>1);3 w! {9 \+ _& B( \5 J
  62.     }                  w' X1 u% ]: q7 p  j7 k% c/ X
  63. return dat;& e: N* y" x# x! z% }
  64. }. C/ |3 |! H- A3 q6 R
  65. //写一个字节到DS18B20
    / [! Q" H: g' {% n& U& `/ F# x
  66. //dat:要写入的字节
    1 M2 ^6 E. P, Y* `8 _+ d- @
  67. void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
    " y0 R+ [/ E2 ?, S- W! A1 V
  68. {               Q; S( }" ]" S& n& R
  69.     u8 j;
    2 r$ s1 d) {- ^
  70.     u8 testb;
    ( J) k' g0 d6 p9 Y$ I
  71.   DS18B20_IO_OUT();  //SET PG11 OUTPUT;9 H/ E; D$ U0 N  N. E" S/ l$ @
  72. for (j=1;j<=8;j++) 1 x" y1 t# N8 M3 m& q. |
  73.   {
    9 B4 f( r, ]/ ^0 [
  74.         testb=dat&0x01;
    9 z9 u, Q( G6 ]4 D$ }9 E# V6 G
  75.         dat=dat>>1;. m+ F* K( d- Z1 L8 N) ~$ M0 w: ^+ \4 F
  76. if (testb) ' C* H! @$ w* B6 _
  77.         {
    + `2 Z+ i. X: _$ s" A1 ~! q& u6 w( j. C
  78.             DS18B20_DQ_OUT=0;  // Write 1* s: _9 k7 q2 u( W* J
  79.             delay_us(2);                           
    / t2 e9 Q: p' v/ p; f$ ]! ~
  80.             DS18B20_DQ_OUT=1;* K$ O6 C. P8 s& c. W  r. ~3 v
  81.             delay_us(60);            
    ) v7 U+ U* s' g5 F" |/ B# J: Q
  82.         }
    5 J2 R' Y0 ~5 u) L! y6 [
  83. else
    ' |7 ^: S0 A/ I; ^/ J
  84.         {' L! n0 O1 o% M- b$ `2 ]
  85.             DS18B20_DQ_OUT=0;  // Write 0
      K* Z$ S& k1 ?. `5 |+ E
  86.             delay_us(60);            
    8 C2 {* z5 `3 Q  l. ^
  87.             DS18B20_DQ_OUT=1;' o2 y) {% \0 k. d/ ^% w4 }9 v
  88.             delay_us(2);                          
    " p$ R8 K  |$ d, L, H$ @7 F( E7 A
  89.         }
    ; w/ p( e. I/ R' a5 U9 G3 U
  90.     }# o: R, E1 S' @5 Z, b2 m
  91. }
    ' U9 R- l1 U; k- D
  92. //开始温度转换3 c7 A7 L; O. x; \6 b3 i! i
  93. void DS18B20_Start(void)4 I- ?1 X+ J+ j5 H0 T
  94. {                              
    ! y7 q& o- V) d# ^( ~* B, B
  95.     DS18B20_Rst();     
    3 I( i% v8 o8 v! q! v4 G) a2 N
  96.   DS18B20_Check();   
    $ }0 F* \7 f2 V: a# ?4 L/ x
  97.     DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip rom
    # f3 I( p4 [4 Q  j1 n; l( Z
  98.     DS18B20_Write_Byte(0x44);  // convert
    4 [7 ^- M5 x3 A- [
  99. }
    9 ~; e; |  S' {4 W3 d" p
  100. 2 @1 S5 j$ x5 z& ]+ w
  101. ! A+ j, R! P7 h5 V  e: _
  102. //初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在3 l& @8 v; n; c1 Z" p/ B# Q( k
  103. //返回1:不存在
    / y2 g! N5 N# Q: R1 n) a% U) b
  104. //返回0:存在      
    + Q0 M8 |# D: g2 \
  105. u8 DS18B20_Init(void)2 |/ O: s5 t; `0 e# l
  106. {
    6 K. n7 ]8 E( b: R
  107.    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;. L. G- X3 Y0 y9 [+ _
  108. . c7 O/ v' d$ }; z
  109.    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);   //使能PORTG口时钟
    7 V8 k% a2 c% g* I- i

  110. 4 M/ C; H7 _4 L! v7 l
  111.    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;        //PORTG.11 推挽输出
    # N: m/ _6 G( d) {1 z# Z
  112.    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      
    9 H6 f% }- a4 l! M. V
  113.    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;0 P) w2 |: V- t4 K. ?* [% }
  114.    GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);# F" ~) T' n2 M, o
  115. , j' @5 j5 e3 c; I' }  h( Y

  116. 3 v, P$ V2 O, t0 i
  117.    GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
    " j1 H  R) H7 q# a3 g
  118. # B0 B  o+ a  U& ?% h/ i
  119. " \, I  Q. y0 p6 k
  120.   DS18B20_Rst();
    ! F6 \# w% t7 }; A
  121. & |1 [0 Y1 T% J: ?7 h
  122. 7 A/ s( c; s5 I% [
  123. return DS18B20_Check();
    / Y. Q5 l2 L; f' l
  124. }  - a* Y' k2 V$ m" v
  125. //从ds18b20得到温度值
    1 T, q( W" c! V, X
  126. //精度:0.1C
    . Y% @# X6 A  C* h, C
  127. //返回值:温度值 (-550~1250) 5 e/ B7 _8 a  K/ \5 Z. s' G3 ~9 ]& Q
  128. short DS18B20_Get_Temp(void)# S: j+ P7 ]* c! }, t
  129. {
    : @( c  y% o7 \( D3 q/ n1 }- }
  130.     u8 temp;8 K$ L2 v. y+ d' Z- J& {! e  l
  131.     u8 TL,TH;  C! W0 P7 E7 r3 p1 ~3 t0 [
  132. short tem;, W& [* y6 U3 ]4 Q
  133.     DS18B20_Start ();        // ds1820 start convert
    # |) E3 s4 ]& O  p! G
  134.     DS18B20_Rst();- K6 x& J+ s+ {# k4 L5 d
  135.     DS18B20_Check();   
    8 d9 ?4 k/ T4 O1 n8 I/ c
  136.     DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip rom9 U$ q0 y& M. e, T, p5 q8 ?
  137.     DS18B20_Write_Byte(0xbe);  // convert      
    ' I9 m& z- A0 M; |
  138.     TL=DS18B20_Read_Byte();   // LSB   
    . l- M0 w+ z9 ]5 v/ R
  139.     TH=DS18B20_Read_Byte();   // MSB  8 F  A2 n/ R8 e" @$ |9 A( H
  140. ( ?: @% o0 S5 x8 l4 E( m/ u4 W
  141. if(TH>7)# N; ^: ^; D1 \' D' O" \; L
  142.     {
    0 u$ d5 V' r1 L
  143.         TH=~TH;
    8 A: B! w* y( \  {5 V8 y
  144.         TL=~TL;
    1 D# y  G: @2 Y" A: r1 l$ H
  145.         temp=0;          //温度为负  ) x9 s$ g* w6 b* M
  146.     }else temp=1;        //温度为正        
    , y; y) Y0 a5 I8 _
  147.     tem=TH;           //获得高八位2 O4 b7 f4 ?- y
  148.     tem<<=8;   
    7 p, V" N) ^- y5 }8 s9 M
  149.     tem+=TL;          //获得底八位& z7 y. Q( {8 S2 Q9 r  e- p
  150.     tem=(float)tem*0.625;    //转换     6 e5 y" E- |# w4 K, E5 Y  b8 M
  151. if(temp)return tem;     //返回温度值8 v, \; G" ]8 g# F- z
  152. else return -tem;   
    ! Q+ L2 U" l  B4 C& Y$ `: K# f, p
  153. }
复制代码
   DS18B20.h代码:
# |/ M# X4 l. V. O) R
  1. #ifndef __DS18B20_H
    - |6 ~. R& R. u# A  g! o8 ~
  2. #define __DS18B20_H # S4 R! _; o$ Z2 U
  3. #include "sys.h"
    2 }, [; `4 y( V2 S+ O* o' _
  4. + h" m( {1 H9 ]9 |4 {7 I9 i% ^( v
  5. 6 `: n% ~4 @* j/ y4 x" H
  6. //IO方向设置
    3 Z+ s; l/ H) s8 p
  7. #define DS18B20_IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}" k& ^# {# d3 t
  8. #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}) a. H% h  \& U
  9. //IO操作函数                         0 I+ M- i3 M2 {; L3 V
  10. #define  DS18B20_DQ_OUT PGout(11) //数据端口  PA0 $ [6 @) E4 |2 x; S7 K
  11. #define  DS18B20_DQ_IN  PGin(11)  //数据端口  PA0 ( ^4 k2 ?/ G2 }. M
  12. 0 O( B) F# q: g% e9 z
  13. u8 DS18B20_Init(void);//初始化DS18B208 ~  w. x/ L: Z! l  [0 M$ s# C
  14. short DS18B20_Get_Temp(void);//获取温度
    3 a% n" a9 U& z, C* z7 F
  15. void DS18B20_Start(void);//开始温度转换$ P0 Z( d1 o. S$ f: e
  16. void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//写入一个字节
    2 P- `- x, E8 o
  17. u8 DS18B20_Read_Byte(void);//读出一个字节6 K6 r; B3 A9 Y; z" \" d
  18. u8 DS18B20_Read_Bit(void);//读出一个位
    . Y" B* |2 e8 m" m. [1 N- X6 Z
  19. u8 DS18B20_Check(void);//检测是否存在DS18B20
    ' E! o; }# w/ j. S- \2 o% G+ p+ Z
  20. void DS18B20_Rst(void);//复位DS18B20   
    , q% L* W0 g/ G9 X- h% Y4 o
  21. #endif
复制代码

* H! b- Z7 X2 T/ _# B3 B, T$ `! x  |+ m
5 @# M' g+ R7 i6 a6 ~
6 r( P/ v2 e2 w6 p6 G/ o/ H: r+ k
收藏 评论0 发布时间:2021-7-2 11:06

举报

0个回答

所属标签

关于
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新与技术
意法半导体官网
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
官方最新发布
STM32N6 AI生态系统
STM32MCU,MPU高性能GUI
ST ACEPACK电源模块
意法半导体生物传感器
STM32Cube扩展软件包
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版