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【经验分享】温度传感器DS18B20原理,附STM32例程代码

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STMCU小助手 发布时间:2022-3-13 19:13
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。
* ]+ K) ]$ I) G  X5 y' m& \5 z0 p' V6 b
DS18B20原理! p4 X6 a/ {& F  p$ Y: I2 n
传感器参数+ L  z) d) T' P" f
测温范围为-55℃到+125℃,在-10℃到+85℃范围内误差为±0.4°4 U) Q0 n# f' h8 j: }: u3 `, ]
返回16位二进制温度数值* e/ n$ \2 o0 _- K/ N; X
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
% W  z2 L! d/ O& w% {: W$ i; T在使用中不需要任何外围元件,独立芯片即可完成工作
/ |/ J# |3 m" ?2 H$ _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
! B' \) k, R5 C2 |5 t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
% b+ m( P5 F! S1 y5 ^. T宽电压供电,电压2.5V~5.5V
$ ~0 B0 M  E; y% n- h0 uDS18B20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: r6 |2 F" {8 q1 W, Z  m
8 ^$ J' d9 [5 b
传感器引脚及原理图
5 R! U4 X5 Q7 A, c. D! L0 `( ZDS18B20传感器的引脚及封装图如下:. y) s" x9 C, Z, N! W: v

; _# h/ J! @1 s* I
/ ~. u4 `/ |/ K6 c. q! T) K! E$ S5 k9 F( c2 ]& W" X, P; Y
DS18B20一共有三个引脚,分别是:
& M: H, p5 b6 k8 m& Y% k$ u# BGND:电源地线
( Q4 p- G! t: _  T7 z! l& F* Z  gDQ:数字信号输入/输出端4 u. j8 v4 f, B+ u2 m* U( z7 G  L6 l
VDD:外接供电电源输入端
. H& h6 g; T& D9 _; t8 t9 l: _) a( q. t6 ]3 c) O
9_N]FE)BS_)M0GM7S9L4GOA.png
2 P& V2 n7 Z5 m; e6 @( \1 G7 m/ @
' z8 A/ G7 K; I4 e/ d/ o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。3 T& g& A/ A2 A+ D5 J. G
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。
% |6 S2 `" }2 x" w/ hDS18B20上拉电阻
; q5 G, B1 k# ]: w' l0 x, }. {" E首先来看一下什么是场效应管(MOSFET),如下图。
, l2 k. N) `& w) J; O, |* o" o, b0 S) A' t, Z
AH8{KH{D3S_B$RR{{PKDO6R.png + p9 k  a2 y* M
) |, Z4 G6 N3 i
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。
1 G4 d& z' X1 z7 D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。! q& s8 b  s# b. L* J/ x4 g# G  b6 t
那么这个时候会出现三种情况:
/ k5 f- z, f/ c2 O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
1 g8 y- l, F; V/ P  T9 k2 b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* z* e* c6 E. d. W/ P' M
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)0 Q9 `/ r' q8 A) ~

# Y* x& C# v4 z0 ?+ s, `' T0 U% z7 m )SN1J_VVJMOSULZN6Z1Z}ZN.png * }  n3 l2 P* O6 E1 A
# T, d$ o/ T& \
总结一下:
) o/ Q( t0 d9 a) t% w" O, p+ h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,相关文章:三极管和MOS管驱动电路的正确用法。
7 t: G$ x( u) GDS18B20 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 \1 z& }$ J" y; d$ o3 J: B. k* v外接上拉电阻阻值:
! B0 @% u6 ~8 `4 D# d$ M4 v. ~6 oDS18B20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。
9 {  K/ k6 u0 T6 p9 ]( T
6 f( x/ n" W4 G! d  `  zDS18B20寄生电源; B/ R, N; F% _- o8 w
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。
2 G8 R) p. K" F' L
4 z1 `8 m- N7 q& R  O9 u, @2 n G9)@X0TGN9{@EK{C]$}FAAC.png ) D) B! d# G4 _
1 T& E: Q1 v& n  B/ h' x1 ]
DS18B20内部构成1 z  m3 X" A9 I0 C. ?
主要由以下3部分组成:
4 ]0 N; v: t1 a( `64 位ROM7 w$ _4 ^* V2 `0 E1 S( v
高速暂存器) S5 k8 q$ m: W2 W1 u" Q
存储器
! w( V9 {6 A( o9 Z. ?$ \! J$ H: d64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。7 k% o7 k$ e% s, X" E2 `1 Z1 D5 f
高速暂存器包含:
& ]2 A. d" q$ I" l' q6 H- d- _温度传感器
- s" j$ u' g) B一个字节的温度上限和温度下限报警触发器(TH和TL)
6 Y# n# u& Q. I8 i, E2 Q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. y0 p: l4 u( \+ {8 k3 m
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)
) o; o6 o+ U2 f% E
0 n2 X, s9 g# c7 M/ E UQ7Z25P@9BE4$([5)70D4HI.png
# T2 x6 c2 @* C
1 D( d; ^+ y. M2 {+ J$ jDS18B20温度读取与计算
3 p7 i, ]2 @5 d! `2 r5 g- XDS18B20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。; E/ p6 V$ S$ p) ?
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。
( I3 K; W. o. r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。0 s! \3 w* c6 e8 ]/ d
% y$ @1 z. L/ G3 b
LKVJ5CMSDPW$DOOXDH1J3(O.png 2 g8 h, A* B, I+ n

0 W- _0 c: F) I0 M: w对应的温度计算:6 v9 R# J7 b7 O+ l
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。$ o& g1 s1 ^# @( j6 J5 v
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。1 Q. z- D$ P5 L7 b' h
举两个例子:, h9 A. O$ [5 V5 ?7 J. v
数字输出07D0(00000111 11010000),转换成10进制是2000,对应摄氏度:0.0625x2000=125°C
2 a" {$ ~' k; |' |8 _' y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
; Z( W- P) S( I2 J: G( m9 _# o9 ?温度对应表如下:
9 H6 C9 k/ ?5 B# Y7 u
' J% N4 M& U9 C) u4 M: l 9A7[~X`0RO~[HZO27YENPUG.png
# z* l8 Q' B  d( }- ?. d
4 `( t+ b; R  I! f* L" N# s上述例子,用C语言来实现的代码,如下:
0 ~+ w, S: z' t4 y3 e
  1. % Z9 E7 t6 v3 X, }
  2. unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;  //Temp1低八位,Temp2高八位
    $ j; {. f: h  Y( m2 h" C& x
  3. unsigned char Minus Flag=0;  //负温度标志位
    . l( U! v% f4 r3 j; q6 _

  4. - I2 u7 z! `" v  q
  5. if(Temp2&0xFC)//判断符号位是否为17 L5 T- z: Q8 R4 L; I7 K
  6. {
    ! J3 e$ j: U  H: C) v" f
  7.   Minus Flag=l; //负温度标志位置19 n. @9 t5 n- J% K: L3 M- O
  8.   Temperature=((Temp2<<8)|Temp1); //高八位第八位进行整合
    5 t; l" p9 n( @* q: r
  9.   Temperature=((Temperature)+1); //讲补码转换为原码,求反,补1
    , |6 ]/ h) k1 l1 Z3 n
  10.   Temperature*=0.0625;//求出十进制
    , v% {7 X6 X, K+ b  h  Z8 U
  11. }
    $ `, I" [8 A& @; z1 c
  12. else   //温度为正值) p9 s" c& G- h- t5 g1 T
  13. {
    # y8 ~, ^2 k' z6 [& i/ F% q
  14.   Minus Flag=0;  //负温度标志位置0! ?8 p, k/ F8 X
  15.   Temperature =((Temp2<<8) |Temp1)*0.0625;
    ) n+ e! U. U. x/ W- i5 I
  16. }
复制代码
DS18B20工作步骤0 B& h) \6 ]( n8 j, M# K
DS18B20的工作步骤可以分为三步:. e' D5 G3 k' S6 w7 T3 b. M
初始化DS18B20
, M" m, L; R7 g& s  v执行ROM指令7 ~+ j/ M/ f; D2 a* H  ~
执行DS18B20功能指令; N" Q6 E3 I; B7 `
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。
5 u& l/ I. C7 _9 Q4 N  n# V7 G
: A0 t3 W( d7 `3 }" `: g初始化DS18B20- q9 \. s' w3 a, o5 p5 u% L
    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。
/ f" y* r& b) i6 f7 Q+ O    初始化具体时序步骤如下:
* C* U5 z; ?$ J* \& n9 R; T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)
3 F) x; J( J- e  N这时DS8B20检测到请求之后,会拉低信号,大约60~240us表示应答3 L5 t0 U- z9 P( s3 }6 R6 j. P- }
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" ^, `  @: u7 `4 V1 p& x7 z
DS18B20拉低电平60~240us之后,会释放总线) W! o0 D3 B) S6 o
; z, L6 t2 O1 o, v9 `: u
0O5VVGWI59FS%_BX]26@D1K.png
8 J7 I1 Z5 p3 d" u: C9 s: m, p
! c/ d8 [; M% W8 \+ i' v    DS18B20的初始化代码如下:
4 o. ?+ n% }5 E7 t: W) N7 R5 y( m4 I  j
  1. /*****初始化DS18B20*****/
    $ q# Z; m+ [+ D# e4 t) H
  2. unsigned int Init_DS18B20(void), Q! y) P; f" q
  3. {
    , N4 j$ K* I' F% L7 W5 C2 Q
  4. unsigned int x=0;
    $ t. h3 _' H- d  c/ r0 N
  5.   DQ = 1;      //DQ复位' Z) N+ f5 g. F' e
  6.   delay(4);    //稍做延时
    4 ^' a# I& N- p2 R% E$ M1 w
  7.   DQ = 0;      //单片机将DQ拉低! J/ E; K" }9 R; E9 C0 @
  8.   delay(60);   //精确延时,大于480us" C& k$ s0 c* p$ j
  9.   DQ = 1;      //拉高总线. d: t4 F7 q0 Q! K0 {
  10.   delay(8);
    " X$ Y9 c7 u8 o2 v: u2 D- m
  11.   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
    8 b2 _* o( `1 q- p. Y
  12.   delay(4);
    1 r# `  U! A( s$ O: ^3 R, G4 L
  13. return x;# ^. @* L, c. O! ?, F& s% j
  14. }
复制代码

" y' ^/ N6 U: D- S) d2 y写时序
, G) |' S/ R5 l6 y/ ?( G    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。! c: d1 B5 m/ C( c3 w
    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。
2 f7 r) R2 h. N" Q) t; M    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。
$ Y5 ]/ t! U. w, _9 D6 p    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。+ Y8 R3 i3 a! B! ]/ S
    注意:2次写周期之间至少间隔1us。& s% s& f4 O, O+ w* A. o

5 J$ D0 ^. |1 d$ R# S. Y8 |, Z )E20BMI5UENHZ6@OI2(}$BK.png
+ ?7 y. N0 K8 j2 c; q5 ^
, V6 q9 {. z: C6 z" A; Z8 e5 X    DS18B20写时序的代码如下:
# b- u4 Q4 k3 K, K* g
* j! k; G: T% [
  1. /*****写一个字节*****/+ k6 ?. o! f9 K! m+ h# N5 G$ U
  2. void WriteOneChar(unsigned char dat)
    " q7 i2 S6 {3 i4 ~! W* r
  3. {" d* n1 J& l, i" }& o: M: f! B
  4. unsigned char i=0;
    # p3 W1 @* v/ [, w
  5. for (i=8; i>0; i--)
    - v/ z' b5 s4 O5 `9 l6 |
  6.   {
    & c, O. W# p9 K+ V7 l0 t
  7.     DQ = 0;, `2 h" F/ z. U+ f- h2 H
  8.     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+ x* k9 M% {0 M% ]$ k6 w
  9.   delay(4);
    + d) t9 \5 W9 x! ~# b  E
  10.     DQ = 1;
    ) R1 T& U( a0 v/ e
  11.     dat>>=1; ! c0 U# \& i/ E% g$ d2 ~
  12.   }
    / x( F, ^& _! A/ z
  13.   delay(4);
    6 W& G! P0 S- J7 O& q" }
  14. }
复制代码
# `' N* I5 v6 W9 Q4 n
    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:
# B$ f% t! ]& ?9 ?" i& r0 j; V& N& X
LLLNJ0AHTW9}TI`AC7$B{07.png
3 |! u* i. Y8 T+ {4 O& i6 G9 ^  O7 o5 Y8 \7 X
    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。9 z; u/ W+ _1 J3 U* }- u4 P2 \' O

6 M/ J! J, P$ P9 Z% g# U# }6 j 5E{T57K]1GF}CJ()(P2M6[J.png
# W7 P+ I, j3 Y7 q5 d' k3 }' V9 R7 V
读时序
$ n7 s" t' V& n    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。: b, {0 J& n! D
    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。
. s* y6 I+ u4 `; S4 m) ]
$ V% u  U1 d- M0 h$ q 9}$XC9N@3T]IY1Y818I8ZFM.png 0 V7 h  w3 z1 e" X: z

2 _) h3 t% Y, V2 O, v5 b4 V    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。
( G7 F# f1 j0 c$ F& g- z    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。
+ A3 P& ~! r' e  k$ \    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 h: V; |2 u* U
    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。
4 f- g, i8 f0 A) |' ?" r
$ T5 [0 \/ t3 P( k1 USTM32例程

+ ~1 c5 o: M6 Y7 I  g    DS18B20.c代码:) N& b/ N. y- Q0 y3 a/ H, K
  1. #include "ds18b20.h"% z/ e6 \# _: }6 {5 g, w6 d
  2. #include "delay.h") S) a* d- a; D7 ?# d% q

  3. / g; ~1 Q9 E9 A' f2 b3 K4 @0 [
  4. //复位DS18B206 h, n) |( \3 `" J$ w
  5. void DS18B20_Rst(void)! r! W+ b& k9 L$ k# i1 T; P$ z
  6. {                 
    6 G& X5 K6 N1 h# x$ r5 O6 {
  7.   DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT% w& o( P3 }: n% d9 \! B5 h6 ^
  8.     DS18B20_DQ_OUT=0;   //拉低DQ+ i9 _, O9 `" P0 R  h
  9.     delay_us(750);      //拉低750us
    ' N& K8 K* v' s. Z9 p$ m- d
  10.     DS18B20_DQ_OUT=1;   //DQ=1
    * A/ f; p0 T7 U9 u$ _; _1 }& o
  11.   delay_us(15);       //15US1 u' T+ E+ U' X! \- ^' R; _2 J
  12. }8 j% w" n% ?0 S
  13. //等待DS18B20的回应+ ^& K+ E% V" }  A+ e$ u
  14. //返回1:未检测到DS18B20的存在
    / z3 v2 X+ k2 L' w5 _3 _( t9 X8 d
  15. //返回0:存在2 w% E2 m" w( M/ E5 g
  16. u8 DS18B20_Check(void)4 k( T2 h: r* h) G. m, ?  f6 s3 S! R
  17. {   / a% W# ~% }7 K) i  N$ Q2 ]+ _: P
  18.   u8 retry=0;% v4 G+ C2 O. s) k0 R
  19.   DS18B20_IO_IN();  //SET PG11 INPUT   
    ) X- i) q8 l; x, H1 t" c
  20. while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
    ( _- [$ `' I/ R2 B* `3 D
  21.   {
    & r) ~- s/ S+ f% P) g6 g9 I
  22.     retry++;
    ! g" U& U$ T# I1 [7 `; k
  23.     delay_us(1);
    # x) q) f) g. g- _2 t# t# q
  24.   };   # s! p# n/ P1 J, e& ]  T
  25. if(retry>=200)return 1;
    1 \) L0 [0 R+ Q2 q0 o
  26. else retry=0;
    # _4 I5 w4 c, a1 y, {8 Q
  27. while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
    9 F, |& b' [/ m  V* X0 b  J1 F. P8 b
  28.   {
    + [  `4 V+ ]+ T) [* s
  29.     retry++;
    : i5 v( E/ ~; Z9 T5 M9 _# @& I
  30.     delay_us(1);
    % L  T1 N! B0 q. a) E
  31.   };
    1 F4 \  N9 N, x1 B6 e
  32. if(retry>=240)return 1;      0 K3 G2 m: I+ O6 M  f
  33. return 0;( _& X6 I$ S" i# c
  34. }
    / t1 O! y  S) z6 n- z
  35. //从DS18B20读取一个位/ z9 \8 m  N  c* z5 ^2 _" Q
  36. //返回值:1/09 u6 d: u3 w5 j3 M. Q1 s
  37. u8 DS18B20_Read_Bit(void)% Y; |2 _6 c/ b
  38. {" Z8 V7 J$ M2 A) s' I$ B
  39.     u8 data;
    ; b/ `$ z$ N1 A: R# F( B
  40.   DS18B20_IO_OUT();  //SET PG11 OUTPUT
    $ V0 g$ H7 n8 ?% c
  41.     DS18B20_DQ_OUT=0;
    4 N8 b+ o% U3 @
  42.   delay_us(2);6 j* ~- x: h  ]/ d
  43.     DS18B20_DQ_OUT=1; 0 v+ B) U% h/ R, F; ~: S1 e" n
  44.   DS18B20_IO_IN();  //SET PG11 INPUT' F: ^9 z7 w" c' r5 Y3 n
  45.   delay_us(12);
    % y2 Z: V5 L9 z# B; J
  46. if(DS18B20_DQ_IN)data=1;6 ^% h  G( Z0 F* J! o! D
  47. else data=0;   8 r7 _' k+ _; i5 i; L
  48.     delay_us(50);           ! F! Y% ^' J; P# ^; D6 D) h0 l/ P
  49. return data;
    / G/ F2 I5 z: `, \: L
  50. }
    9 w* h. `& T' x1 q( G8 p
  51. //从DS18B20读取一个字节8 N' P7 l8 h4 j  @/ E: z
  52. //返回值:读到的数据1 _3 L- {% S- T6 G- y% n5 p: W3 [# F
  53. u8 DS18B20_Read_Byte(void)
    + ~2 ]( e/ `8 `
  54. {        + @; h: n" F3 ]1 m# g5 j/ L, ?
  55.     u8 i,j,dat;
    $ ^; |7 S* z# E6 _/ p
  56.     dat=0;
    7 d( b. u4 V" T2 r! a+ S
  57. for (i=1;i<=8;i++) 0 k" ~5 ]7 j/ C! d' z1 Z4 U, e
  58.   {2 @' P* O0 @' k- }& d8 r8 y1 y
  59.         j=DS18B20_Read_Bit();( p2 w1 U9 j  ?4 R. [+ O4 O; g+ F. s
  60.         dat=(j<<7)|(dat>>1);0 a/ x. S: g! Z* y4 S4 `/ ]9 g7 A
  61.     }                1 z: n5 l2 f9 h' p  c* M
  62. return dat;' B1 k: V( C+ G$ `) g
  63. }* I) I7 z" m7 ~- B. |" H) A1 Y
  64. //写一个字节到DS18B20: G# q8 l* z( n  z2 n# |
  65. //dat:要写入的字节
    ) {4 ]3 z1 M' u/ @2 p3 N% K+ i
  66. void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)( I; q2 k! h6 v0 f- J7 z8 `0 g5 L7 H
  67. {            
      l( o% [5 K9 F" x+ \
  68.     u8 j;
    + Y0 C! o2 u2 S6 u7 T5 b
  69.     u8 testb;5 [. F. h7 t6 T* M) C( H7 C+ _; {
  70.   DS18B20_IO_OUT();  //SET PG11 OUTPUT;. x# x, i0 y% f8 V4 }
  71. for (j=1;j<=8;j++)
    ! e( S. |: M) Q
  72.   {
    % R% k- m" {0 |& b. y
  73.         testb=dat&0x01;
    8 ~& D  [2 `4 Y7 v0 f0 t
  74.         dat=dat>>1;- e' @0 |  A, {4 @3 E
  75. if (testb) * ?; W& Q4 l% m0 u- U
  76.         {7 N2 M, C3 U% h
  77.             DS18B20_DQ_OUT=0;  // Write 1
    # E2 [& x$ ?# D1 _* J
  78.             delay_us(2);                            : o3 e7 X6 z! |' `0 b
  79.             DS18B20_DQ_OUT=1;" i1 Q+ z' n* F' P
  80.             delay_us(60);            
    - T$ ?( g9 J/ y. _
  81.         }5 y, S5 a$ }9 o2 m- N/ T! p
  82. else4 H  y  H. M# l, r0 l8 Z( S
  83.         {3 X5 Y5 v% F/ a8 w! P
  84.             DS18B20_DQ_OUT=0;  // Write 0' v7 j" ]/ O$ O7 `% O) }; }
  85.             delay_us(60);            
    2 \9 R/ ~5 }' M. b. J
  86.             DS18B20_DQ_OUT=1;
    " u, Y# F, z( d
  87.             delay_us(2);                          4 j* [/ z1 b' a, g
  88.         }
    3 N0 r9 l9 M8 C$ n2 E6 k
  89.     }
    & \# ]! Q: k3 m. L
  90. }
    2 q, V. Y0 D* }
  91. //开始温度转换
    " I* I* [: `- n
  92. void DS18B20_Start(void)- w! a. X; Q$ V8 C; k
  93. {                              9 m; o. K& I0 y
  94.     DS18B20_Rst();     2 z$ C( H8 Q- z" ~- r
  95.   DS18B20_Check();     ^4 p. ?$ S  `
  96.     DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip rom
    0 Z  _5 S$ \. ^6 k' f+ ?1 B4 e- _; @
  97.     DS18B20_Write_Byte(0x44);  // convert
    9 p- T& T* D. E" c- V) T1 n; o
  98. } 4 G* p9 m' \& l6 }8 G& V/ C. p
  99. 0 M5 D+ W9 C% F! {

  100. # ]5 Y$ X" M2 L4 T  f2 d
  101. //初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在/ ?" x4 e6 }. q- Z. m& T2 V: F
  102. //返回1:不存在( s! Z. i  T2 T* H0 V: `/ k
  103. //返回0:存在      
    % g( k1 U! s& @) K
  104. u8 DS18B20_Init(void)9 X% |0 ?5 Q7 J" _  X1 U/ ^; ~
  105. {1 ?/ d, U* {7 c$ ?# e4 ^7 I
  106.    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    : U* n7 K: v. ^" z# `

  107. + j" F0 r8 i9 ]& k7 X0 k; R& x
  108.    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);   //使能PORTG口时钟
    : C7 S8 y, _8 ^3 ?# H! \* s
  109. 9 W5 L) `) p4 \' ^3 O" ]5 T
  110.    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;        //PORTG.11 推挽输出
    5 L! G* j( ^" y- z5 ?' L
  111.    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;       7 Q3 o9 X2 \! P' X5 X' B, K
  112.    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;$ G, J+ B' C  u& s! |& Q
  113.    GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
    $ O6 a9 a8 T' g- F0 {
  114. " d' d8 O3 i8 O
  115. : _& N$ E7 z, u2 X9 @) W
  116.    GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
    % q3 Z& ?! D* }" c# k4 ^( D

  117. 2 a) O' v* I$ Q% y
  118. 8 ]+ I1 F* J8 \, r6 @( M! Q4 ]% D& C
  119.   DS18B20_Rst();
    : A; ~& e7 ~6 ^8 u0 N% P& g6 y5 w
  120. / k1 `, X9 n) t
  121. + [/ D6 L1 ^; s; x+ p! s5 \' d& n6 r
  122. return DS18B20_Check();
    0 r+ [# R) H4 X% q
  123. }  8 U9 h7 w  P* n5 t
  124. //从ds18b20得到温度值
    / r" j2 e  i) }( l+ w
  125. //精度:0.1C, m) n( `1 k# i; A- C9 N
  126. //返回值:温度值 (-550~1250) * ~. L! A" _; }4 Q
  127. short DS18B20_Get_Temp(void)
    ( n1 E( L) D6 ~) v5 U; W8 }
  128. {
    , L; o' I! y* w* {: f4 n: |) H) p1 I
  129.     u8 temp;
      E% l. I" k, B" o$ X, u3 O
  130.     u8 TL,TH;& }0 _! Z" Q& S& _. \( T8 v
  131. short tem;
    3 u4 d5 p0 p1 f9 \* g
  132.     DS18B20_Start ();        // ds1820 start convert
    % z* ]: X/ n& B8 V* _
  133.     DS18B20_Rst();
    ( r& `: ?) C6 g: M# q
  134.     DS18B20_Check();   9 x  T* L6 ?' o; Z! @' w0 T. a
  135.     DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip rom
    # t3 `5 t$ T- x4 m! }
  136.     DS18B20_Write_Byte(0xbe);  // convert        S( @6 l; u( W
  137.     TL=DS18B20_Read_Byte();   // LSB   9 j5 w' w0 |! t) E
  138.     TH=DS18B20_Read_Byte();   // MSB  
    , V+ d1 |7 ^! h7 h) F1 ^  ^7 m  _% {

  139. # E4 _0 s! t. q( p
  140. if(TH>7)
    , o' O) }  x  A- c3 H( I  a! [
  141.     {
    ) L* |8 C8 I% Z$ [. b# P2 f
  142.         TH=~TH;& M* F4 J# C5 o- B
  143.         TL=~TL;
    ! h& R/ q$ j; i
  144.         temp=0;          //温度为负  1 G% \/ L7 L- {: r' ~. ~! E
  145.     }else temp=1;        //温度为正        ' [, |0 @8 X8 \4 K5 ]
  146.     tem=TH;           //获得高八位
    5 v4 I  j# _' s7 l9 f, v$ y
  147.     tem<<=8;   
    $ D3 Y* r, I- y/ V: Y! l
  148.     tem+=TL;          //获得底八位
    1 i' b# g: Y, R6 _; ~/ C0 u/ Z# u9 t/ j
  149.     tem=(float)tem*0.625;    //转换     ; J% R0 B% [1 y' S, j
  150. if(temp)return tem;     //返回温度值
    : Y1 E: H' z9 u. r5 m, M
  151. else return -tem;   
    - c. `" i! o% @8 v
  152. }
复制代码
0 _" k* w: [) g
    DS18B20.h代码:! e* l' ]# s6 [0 a. S$ o) Q; ~# i

! x0 o- @1 s8 e' ^' z9 Q
  1. #ifndef __DS18B20_H ) Y$ ?2 `8 @  g! {" v) _2 T
  2. #define __DS18B20_H
    1 ~1 V7 c2 p% U7 Q- F* y$ p
  3. #include "sys.h": w) w/ ~# G) C  J
  4. ; ^5 O+ D7 @- r8 N: u5 _. `

  5. & W0 R/ K# H, i  W1 N9 R0 h# n
  6. //IO方向设置" e( I) N; H' U1 Q) {
  7. #define DS18B20_IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
    0 t: L: T; M+ U( s- f( Z% |8 B
  8. #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}
    8 j2 v/ b7 f7 ?. G- E1 q+ [. K
  9. //IO操作函数                        
    ; |' d) Z( K$ G( j! T; b
  10. #define  DS18B20_DQ_OUT PGout(11) //数据端口  PA0
    - G+ _% M+ O  e5 r6 h0 w) H8 ]
  11. #define  DS18B20_DQ_IN  PGin(11)  //数据端口  PA0 4 R& {1 D( Q, b4 G4 H! o

  12. & t1 A6 H5 |2 d' j" M" ], t5 w
  13. u8 DS18B20_Init(void);//初始化DS18B206 O8 D( h5 j3 Y! `3 L, w
  14. short DS18B20_Get_Temp(void);//获取温度$ f& l  \0 ]5 G* k8 s4 ^2 G# z
  15. void DS18B20_Start(void);//开始温度转换
    * c0 U+ q& T. M! v3 n1 K) f  @# i
  16. void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//写入一个字节
    , G2 ]1 _7 z# ?! E& D9 T# t
  17. u8 DS18B20_Read_Byte(void);//读出一个字节1 @; G5 Q  Z$ m9 j
  18. u8 DS18B20_Read_Bit(void);//读出一个位
    6 t. H3 T; g% S1 U! N. R
  19. u8 DS18B20_Check(void);//检测是否存在DS18B20# k+ L: J0 {' [+ Y* a. A
  20. void DS18B20_Rst(void);//复位DS18B20   
    ; {2 f; |* i1 _/ X' t* R) N
  21. #endif
复制代码

* O5 \( g1 n3 R& C, k9 r4 X, E% K2 I9 H
/ D0 q1 g" W1 H9 G/ t
% ^9 l7 m7 d$ {, K" E( Q6 r& |- e& a# B/ S
2 u; R2 x- l9 ?9 ~6 S6 w  C8 [) k, G
收藏 评论0 发布时间:2022-3-13 19:13

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