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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。
$ {9 ^: X# V+ _' }" x
" p6 s$ e0 X3 hDS18B20原理
" g, [. G1 S5 q& @9 I传感器参数9 ?% L, C! l- W, i; y
测温范围为-55℃到+125℃,在-10℃到+85℃范围内误差为±0.4°
* i/ z* r1 c  W* `, W3 }返回16位二进制温度数值- D5 g7 Q+ f7 X3 q$ V, v7 A2 j
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! J3 }; E6 K( @# T. q' F+ M1 S
在使用中不需要任何外围元件,独立芯片即可完成工作
4 n" p! I; [  @4 H' Q, Q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! q' g( m( r/ K- [& S7 G0 l' {
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5 G3 P0 z* c7 n3 G
宽电压供电,电压2.5V~5.5V
! \  j( N  U$ c" gDS18B20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' P$ z5 e4 M9 b3 N' q) G) W

9 T& X0 Y" I/ d4 B- P传感器引脚及原理图: v, K! M8 U2 x( Q5 o2 G% X
DS18B20传感器的引脚及封装图如下:; I! H9 x6 g1 n' Y/ V; ~7 o
. G0 }: T' W1 w* s; ?6 y  h

- ^' X. i0 n" ]2 r" q8 p! d3 v3 U* n3 `/ v# i4 q1 d7 e4 _* N( T
DS18B20一共有三个引脚,分别是:. \3 M2 C8 i; e3 n
GND:电源地线7 ~$ f0 u9 x+ T( S- p  v
DQ:数字信号输入/输出端
# p- n, f' r2 m* |$ gVDD:外接供电电源输入端
3 T$ H- `6 e8 j6 s0 E, G3 c) r8 S& G6 ~
9_N]FE)BS_)M0GM7S9L4GOA.png
( s- t1 S: O- j) c; z
  f, l7 V$ U+ }% r) X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。
4 \8 t/ g( R" M: d# }) U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。. a) C$ `6 }% ?/ f1 C
DS18B20上拉电阻% G. C# |0 l. x4 {! U, Z
首先来看一下什么是场效应管(MOSFET),如下图。
# `/ }9 o( n% F# k. ?* ]5 ?, h
7 V4 j& @9 f2 T+ A" l AH8{KH{D3S_B$RR{{PKDO6R.png 6 O% A1 k' \! T, j# _

- f, I0 m2 k1 E) ?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 t- o/ U) r0 W8 |6 u! i/ V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。
% b4 j8 }8 q: a, p( L5 w9 _3 @! H那么这个时候会出现三种情况:
* K6 L6 s) @7 Q8 h  K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
0 H4 {+ d8 o  r1 n1 B+ 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2 K1 H$ \( M6 q" v1 L9 W( V& Q! [  q
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)
, ]# L( H& @' h: Q  n. D- H8 P& e  n1 P+ O& F5 Q: G2 T
)SN1J_VVJMOSULZN6Z1Z}ZN.png $ m1 Q3 ]7 ?6 K0 S: l  `

- v9 F; q6 K! t+ s总结一下:* A) m9 h( Z( `# d* X
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。( \4 C$ s7 t; j8 c2 f8 L! e0 `8 Q3 c
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。2 v7 D5 `, \7 Q7 O) y; R
外接上拉电阻阻值:
* q6 O8 w9 y# X* [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。
! }1 p/ H. C- [( j/ c& y
, m- h7 x6 }7 h% ]9 ]' v: I; rDS18B20寄生电源
( d, a8 }3 V1 [; qDS18B20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。
! V& D. I7 T) T. ^2 a* k. q9 W+ X* J5 A. i
G9)@X0TGN9{@EK{C]$}FAAC.png
6 v. M* L4 b  }. p9 t8 u; a. ]2 e% M0 c' L1 P5 p  K
DS18B20内部构成4 M" D9 f) c8 ^9 c& C& F
主要由以下3部分组成:
' H* {% _9 Z/ h64 位ROM
8 L6 A- i  f+ ]! q+ f高速暂存器+ [: J% y6 i+ i% n4 q( b- B5 e
存储器' x( W0 o/ O6 r6 ^# k# ]; n0 V2 C
64位ROM存储独有的序列号,ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DS18B20的地址序列码,每个DS18B20的64位序列号均不相同。这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。! v1 G5 E( \1 ?3 T2 E
高速暂存器包含:
; G. T8 x# a. v4 H3 _( P温度传感器' b0 T1 q' P% G' m
一个字节的温度上限和温度下限报警触发器(TH和TL)+ @  C# l3 _8 j/ `6 ]: |- m3 Q( d# N2 i
配置寄存器允许用户设定9位,10位,11位和12位的温度分辨率,分别对应着温度的分辨率为:0.5°C,0.25°C,0.125°C,0.0625°C,默认为12位分辨率: q7 q1 @6 a& t1 i& P: p3 Y
存储器:由一个高速的RAM和一个可擦除的EEPROM组成,EEPROM存储高温和低温触发器(TH和TL)以及配置寄存器的值,(就是存储低温和高温报警值以及温度分辨率)
1 i) [  Z. Q8 d3 G% q( N6 V; h3 {8 K6 m4 ^  J4 T0 P0 o
UQ7Z25P@9BE4$([5)70D4HI.png
$ [3 J! h& H* i! x5 F( |
: f7 \" @% L1 p: F* b4 aDS18B20温度读取与计算
, @; n9 n7 E' _" v* ~6 GDS18B20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。2 {' o+ n- ~$ V9 ?. Q0 V# H) e/ _% y
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。
8 F1 V6 l' E: `+ w1 ~) l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。
2 r$ w. U, X7 `2 ~3 ?, O1 _& a% t! u) g+ v1 h
LKVJ5CMSDPW$DOOXDH1J3(O.png / y0 J% h7 n1 q+ e
- d( O2 [# @* L0 B7 y% Q
对应的温度计算:" a3 B% W* h# ]+ o8 C3 j+ v
当五个符号位S=0时,温度为正值,直接将后面的11位二进制转换为十进制,再乘以0.0625(12位分辨率),就可以得到温度值。9 b6 x5 ^  V; `
当五个符号位S=1时,温度为负值,先将后面的11位二进制补码变为原码(符号位不变,数值位取反后加1),再计算十进制值。再乘以0.0625(12位分辨率),就可以得到温度值。
0 n2 {6 }$ |) U举两个例子:% a. v9 z2 ?( q( ~/ z
数字输出07D0(00000111 11010000),转换成10进制是2000,对应摄氏度:0.0625x2000=125°C4 {9 R6 |- e8 r) r
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
; J/ R6 D9 d3 T. G温度对应表如下:
/ N9 x, _- u' j3 G* w. w9 W- ^2 i2 J4 M4 O, ~+ ~& ^* s+ ?% J% d3 y
9A7[~X`0RO~[HZO27YENPUG.png
. v7 |" `. I9 u; n- V0 ], `
1 _7 O/ O& U, m7 I  x, y6 \上述例子,用C语言来实现的代码,如下:
& ~& Z; N; q: Z) b( H3 f

  1. # s4 `- s7 M6 c; \' a/ R+ H
  2. unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;  //Temp1低八位,Temp2高八位2 f% b" V9 `, U# l1 n
  3. unsigned char Minus Flag=0;  //负温度标志位6 @7 W( q* d$ F; g  I. `
  4. 0 i* O+ h: Q: x8 A! U0 T
  5. if(Temp2&0xFC)//判断符号位是否为1& S4 l3 x, T! M+ k6 y
  6. {
    0 [: x) n$ y  O- r; Q) m2 @* n7 R
  7.   Minus Flag=l; //负温度标志位置10 r2 B3 r( I7 B6 A: P
  8.   Temperature=((Temp2<<8)|Temp1); //高八位第八位进行整合- ?8 r; F4 u4 i$ z1 h) i
  9.   Temperature=((Temperature)+1); //讲补码转换为原码,求反,补1
    : F# e, j  f, L  J5 B: g) C
  10.   Temperature*=0.0625;//求出十进制5 T" _. f% h/ ^' Y3 P. S
  11. }
    * C, Z1 |9 p( l: J, W7 x8 {7 B
  12. else   //温度为正值9 F; V: L) P1 }' h/ K8 H
  13. {
    9 R" X, u# e& n+ d
  14.   Minus Flag=0;  //负温度标志位置0+ z; ?3 R2 _2 K+ N7 P( f# ?
  15.   Temperature =((Temp2<<8) |Temp1)*0.0625;
    1 Q- A. s9 f2 ]$ m, |$ l* i) b
  16. }
复制代码
DS18B20工作步骤
# P9 n, ~  X( }DS18B20的工作步骤可以分为三步:/ N6 \1 }9 j+ n- K! t. @& l
初始化DS18B207 M8 o$ I$ \, S* b# u
执行ROM指令1 H+ Z7 @. ]7 U- v, }: n
执行DS18B20功能指令
: V& A2 G) u: h+ p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。
# d: ~  Q/ T  O4 O# |, N+ j3 l' y! c; r* @% X6 r
初始化DS18B20
$ d- _- @  |$ h! t; r# c/ t8 J    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。; \) K2 P0 {" j
    初始化具体时序步骤如下:
5 ?8 o/ d& x9 |& {) D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)
1 s; l; ?# i) h7 }8 Y1 X这时DS8B20检测到请求之后,会拉低信号,大约60~240us表示应答1 X. z) O9 k3 [8 }
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* [' o9 p/ L6 P; ?) d
DS18B20拉低电平60~240us之后,会释放总线
$ ~) l! c) n; ]# y; F" z8 p$ O5 J# Q, F2 ~9 O0 u1 x9 _  Z
0O5VVGWI59FS%_BX]26@D1K.png
1 M& P$ R: G3 i- `/ f5 H# m' M3 w  }, v+ B
    DS18B20的初始化代码如下:# d( }- a2 H& t# h* A
2 m$ Z2 e) j1 @% Q% _  }
  1. /*****初始化DS18B20*****/4 L" N! N3 G* @
  2. unsigned int Init_DS18B20(void)
      t) f+ |- X5 e5 M/ a$ m2 C. i
  3. {' X: m- [7 W. A) p$ g( c
  4. unsigned int x=0;
    3 j" Z6 f: j8 Z* X4 d. c
  5.   DQ = 1;      //DQ复位
    & r1 M3 F8 y/ w6 F9 T
  6.   delay(4);    //稍做延时
    ; c% l. l$ i- q, ^) N
  7.   DQ = 0;      //单片机将DQ拉低
      N4 e8 W. S' {/ l; u1 G
  8.   delay(60);   //精确延时,大于480us
    3 {# G  z1 L1 ]3 X' O/ j
  9.   DQ = 1;      //拉高总线
    , B  C% B. Q& o. s
  10.   delay(8);$ }( ~8 a  e/ N7 @$ _+ x1 x( B1 w
  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& k: ?) M! v- ]  Z( F" D2 d
  12.   delay(4); 7 E. Q4 Z2 Y1 b3 c
  13. return x;6 v% O! G% }# t0 h
  14. }
复制代码

# u$ O3 z& @" D6 K- A: X写时序
# M( i7 C$ R+ ?- W! E8 N( Z5 ^$ T    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。1 i+ A7 d( q3 O& r; G5 L
    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 h9 D" |4 \3 D. f7 K, @
    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。# ~5 t- D1 F. S# Q+ c9 R
    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。
* J4 M. G2 z( R- }    注意:2次写周期之间至少间隔1us。
. g  |" {3 Q/ y+ t7 M
# |) ^) t$ E' w0 z& Y, ` )E20BMI5UENHZ6@OI2(}$BK.png 2 f3 {9 L! n0 L0 L

& M( a7 ]7 A: K# Z, U4 z    DS18B20写时序的代码如下:
0 K) l" g4 z. X& c; T: w) w' [+ ^5 ~% ~+ e' V
  1. /*****写一个字节*****/7 ^  {+ w! x/ j  H
  2. void WriteOneChar(unsigned char dat)
    2 Y5 |: m% o" x7 B0 d! o% X
  3. {
    ( x8 ~! u- O. r: _
  4. unsigned char i=0;6 m9 f# q3 Q* O( z9 t* T
  5. for (i=8; i>0; i--)8 ^+ X, V( [0 I3 T' g, K
  6.   {! h' E2 \0 Q2 y' `, w
  7.     DQ = 0;$ K0 j( }* D) b2 J+ A9 l
  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07 F& n- E4 `: y" @1 j
  9.   delay(4);3 g- y$ u. S% ]) _& i
  10.     DQ = 1;: g# x$ O6 p, X. x; w  c6 m
  11.     dat>>=1;
    0 Q+ G+ z! m9 x" W$ Q5 Z% e
  12.   }
    " N& A0 l  |" q# M
  13.   delay(4);
    5 C! \& e9 J  i9 _. h
  14. }
复制代码

) V3 Y7 k/ u; q0 z- s    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:
; s! R2 q- ]: }" Q: {$ r8 c
6 ]( u6 [% c4 T! Z1 }1 _7 F8 E' s LLLNJ0AHTW9}TI`AC7$B{07.png $ z2 x! w" q6 r4 R1 W7 X

/ w9 V$ d6 o$ \! k* b( u    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。
3 i) g9 m: [( P3 E& u, L, x
; v4 q+ U: c' P2 ?. S 5E{T57K]1GF}CJ()(P2M6[J.png 3 k% G% O4 H3 D4 x# n

0 [7 ^4 i( G; R; J7 ~读时序
+ P* @& ~$ g$ \. G! D" O    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。
6 C- P6 @$ }- g* Z) N) Z) t) e    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。
7 E5 V: V( o- _, s4 x9 a: }6 [/ x3 u% U8 l/ k) `1 z5 M8 b
9}$XC9N@3T]IY1Y818I8ZFM.png
4 A& C9 q% V5 E  X2 B# y& i" t) p* _1 I1 V( d- O4 d
    注意:所有读时隙必须至少需要60us,且在两次独立的时隙之间至少需要1ps的恢复时间。: R$ f3 {" @+ U  x8 p" A
    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。; V. v, l8 \; H+ e* q/ P  u- Y, U
    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”。
0 T# m- w4 G. ^2 Q  C    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。; a4 B! q# B) n, l
9 }/ F0 T8 v- V" H. O. w% w" I
STM32例程
2 @0 h0 u% D) g3 d/ g! n: B
    DS18B20.c代码:
% k/ u$ O. @8 W3 S3 `
  1. #include "ds18b20.h", V4 F8 g7 t6 G  M4 o
  2. #include "delay.h"
    8 {4 I( U( Y8 z6 ^

  3. 2 F5 r% H: N& n. n
  4. //复位DS18B20! l" ?" Z8 ]' E, s( [! }7 C
  5. void DS18B20_Rst(void)
    ) Y4 _3 @' G/ A5 ^4 N
  6. {                 ( k3 |' H9 S, T! \
  7.   DS18B20_IO_OUT();   //SET PG11 OUTPUT
    + y: `8 ?6 G) S: r- O7 V3 Q# ^
  8.     DS18B20_DQ_OUT=0;   //拉低DQ6 q0 z7 v9 T: @0 I7 D
  9.     delay_us(750);      //拉低750us
    - d; p# j5 ]$ q( d! M0 K' W& ]
  10.     DS18B20_DQ_OUT=1;   //DQ=1 6 x% P4 k( r8 f% n
  11.   delay_us(15);       //15US
    3 |% O6 P9 t  ~5 }. o
  12. }
    ) A* g# R- ?5 D3 P. a1 q
  13. //等待DS18B20的回应
    6 _7 ~- i* o1 E2 Z* k
  14. //返回1:未检测到DS18B20的存在, w2 V: _' ]4 a2 i
  15. //返回0:存在1 J, R* e0 T' t% Z3 |% c0 G/ e
  16. u8 DS18B20_Check(void)
    - M& C+ a6 ?' l' l
  17. {   : q2 s6 a1 @% c5 i% E
  18.   u8 retry=0;. e5 L. A. ^, R& k! B0 m
  19.   DS18B20_IO_IN();  //SET PG11 INPUT   
    7 l& g. i5 V+ w& Q" I) H
  20. while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
    ) ~$ k, |7 y2 E
  21.   {/ Y+ {! f* n, M6 B
  22.     retry++;# w. P7 z7 M8 x) v7 o, s2 O, D
  23.     delay_us(1);4 l2 {8 y; e, U! r: @
  24.   };   * b' ?2 j% w# u; l# ]  m
  25. if(retry>=200)return 1;
    & t( j9 X& f) b+ X7 Z7 G
  26. else retry=0;# B( G- B* ~% q7 Z
  27. while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
    9 f# T' J5 c9 a5 @: a; P7 I9 t
  28.   {* ?& Z0 _9 m7 t/ Q' C0 G/ W
  29.     retry++;( F  x" I& G1 b# s7 n% ^. H
  30.     delay_us(1);% ^: @# m4 o" V& N- g# ]! R# h
  31.   };
    * f& }9 R. ]0 Z6 h
  32. if(retry>=240)return 1;      
    $ P# \, \$ r2 a) J" ~: F  j
  33. return 0;1 {( e5 F9 l  J, n4 f' N& T7 @5 p" b
  34. }$ Q8 c) P  i, h$ F3 C3 P: C2 f
  35. //从DS18B20读取一个位' s& V7 f! d% O+ H7 C2 d) p
  36. //返回值:1/0; c0 Q8 y2 p5 C! B( R, V
  37. u8 DS18B20_Read_Bit(void), |9 I, v, q5 Z) j1 ^- m& P4 x
  38. {
    6 _: ?) M2 s: f3 P9 f8 X% k
  39.     u8 data;
    . X; u# z  o& W9 d! C8 e2 @2 P% u
  40.   DS18B20_IO_OUT();  //SET PG11 OUTPUT
    - `) A2 W/ R) p% O# @2 E
  41.     DS18B20_DQ_OUT=0; 1 y5 F) l0 z- L! _' J
  42.   delay_us(2);
    ) J" i% }& Q" _, U- g; N& w
  43.     DS18B20_DQ_OUT=1; / V& \$ b- M" l7 ~4 i9 Y  h, |
  44.   DS18B20_IO_IN();  //SET PG11 INPUT4 ]: r/ \% ]1 X- h3 X" V6 ?0 [4 O
  45.   delay_us(12);
    8 ^1 t* Q3 A; N, f4 z
  46. if(DS18B20_DQ_IN)data=1;) H2 l4 D: G5 ]  e) g! y. ^3 z
  47. else data=0;   , N- ]: n' H( Y
  48.     delay_us(50);           
    8 P  T0 v1 |: L& {' C# y
  49. return data;2 T' @; B/ L+ {# P; l6 C5 n
  50. }
    ( C7 [9 A9 ]* u+ d& n
  51. //从DS18B20读取一个字节
    & \2 ~* E, _9 P2 I" E0 z: s
  52. //返回值:读到的数据
    # N$ p, L# x4 u3 {- Y8 D
  53. u8 DS18B20_Read_Byte(void); `+ R9 q8 C* T
  54. {        
    $ }3 V* y* a0 T# N* r7 y' }4 g
  55.     u8 i,j,dat;; d4 L% c; ~3 X' n4 j6 r, S. {
  56.     dat=0;0 x& I! T1 w' q  \2 o
  57. for (i=1;i<=8;i++)
    0 h! t0 z+ K; d) B! S; q
  58.   {6 Y* d, h6 Q  X0 [; A3 N+ {+ u
  59.         j=DS18B20_Read_Bit();, O3 O7 ]  s. X1 j# r! a/ o
  60.         dat=(j<<7)|(dat>>1);: P2 O$ k7 _9 I3 k0 `, _  p4 k- j
  61.     }                1 A; L9 w+ r9 C
  62. return dat;" o& S+ z; D' u9 U  K- w* d
  63. }
    & u. p' y; g: @) |$ k1 T
  64. //写一个字节到DS18B20' L# e" S9 q3 I$ r! W+ |
  65. //dat:要写入的字节
    ; R% C  m- r3 R. E
  66. void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
    5 E" _* i; M; G: F. a6 P, d
  67. {               ^4 @9 O1 _  B' o9 R& p  g
  68.     u8 j;
    3 b7 t% ?5 L4 ^7 Q
  69.     u8 testb;
    $ j$ b! @. @" ?4 b
  70.   DS18B20_IO_OUT();  //SET PG11 OUTPUT;# ]9 [) n) F- V: Q
  71. for (j=1;j<=8;j++) ; Q6 I* j4 K. [* Z$ C
  72.   {
    + D# Q" Q! M; o# i+ [+ m
  73.         testb=dat&0x01;
    9 [) E( i9 K  s
  74.         dat=dat>>1;
    & U/ Q" t6 h$ z6 [) J  ^- t
  75. if (testb) 8 b. s# V# \- ^' i3 N8 X8 E5 o
  76.         {% }) b* T  W, m7 B
  77.             DS18B20_DQ_OUT=0;  // Write 16 j  U% g: T5 n
  78.             delay_us(2);                           
    * k6 D0 N) R; Q% M
  79.             DS18B20_DQ_OUT=1;
    6 h6 M' d" v4 a8 E, S8 j
  80.             delay_us(60);             + r# \1 J) D6 Q, S6 H8 b% o0 p! h. o8 G
  81.         }
    ! V+ `, k; f1 R- X- U3 P
  82. else, f5 J, z' X) C! g
  83.         {
    ' l1 U/ ]& Y( x) Z  n$ ?4 q, B
  84.             DS18B20_DQ_OUT=0;  // Write 0  b- U" T* F/ e  X  ~6 V
  85.             delay_us(60);             , Y) G9 m1 \( v1 [$ g3 m
  86.             DS18B20_DQ_OUT=1;
    7 x) |) Q( Q: R% n& e/ p- ?
  87.             delay_us(2);                          7 |* l9 S! j  m: v; y
  88.         }& D' T  L1 T/ G4 c
  89.     }2 b4 n' I1 J$ y
  90. }. r  O, \) ~3 ]8 R9 y) I7 n9 v/ `4 G
  91. //开始温度转换7 {8 H! A6 Y6 v9 w' \$ C0 l' j
  92. void DS18B20_Start(void)' i4 Z  b$ `) S/ q& f) {
  93. {                              
    : ^0 Q& ~4 r6 C* l7 s; d
  94.     DS18B20_Rst();     
    0 H2 ~, Z/ a$ _6 a; K% K
  95.   DS18B20_Check();   
      ^3 s6 A- k: \& Y+ I* \
  96.     DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip rom1 R6 h8 [2 p1 I3 Y; c& A6 E0 B
  97.     DS18B20_Write_Byte(0x44);  // convert  e4 I* s: k: ]* |* h, `4 e3 B
  98. } " c, o0 k1 a' W* j0 D0 C" g

  99. 0 H1 b  N1 D' x9 `7 F
  100. % u$ f4 T' m/ B$ b
  101. //初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
    : J2 c# K- S7 T- j2 B9 V6 |' [
  102. //返回1:不存在
    - [# J1 ]6 F+ Z7 k
  103. //返回0:存在       8 h! }- m% J7 X9 M$ `3 @
  104. u8 DS18B20_Init(void)$ W3 |; n! s- m
  105. {! w% J8 _# c9 O/ ]5 J
  106.    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    + J/ g& Q" W/ o2 i, K; I6 k/ B

  107. / q4 s' d) J& n$ @7 k4 z9 Y
  108.    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);   //使能PORTG口时钟 & K. s# z$ Z0 q4 \! q, ^
  109. 8 H  `1 t# L* S4 y
  110.    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;        //PORTG.11 推挽输出) _: t. \7 q3 Z3 W4 l0 i1 ]+ G
  111.    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         d( ^- [- K# O/ N/ `+ s8 H
  112.    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;4 v# ^6 N8 E/ @) ^3 p: y! x
  113.    GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);* D, h: x7 R2 _# s: |

  114. & u& N/ d+ P3 K

  115. 9 y  ]; ^: J, R  H8 {
  116.    GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1
    6 o+ H8 m5 p. K

  117. & r* W& ~) `/ h

  118. ; M0 ?; h5 k% ^" a* m
  119.   DS18B20_Rst();
    9 h0 P+ j; K$ [. ^! x9 ~
  120. : H+ Q8 z; u1 d9 P. F

  121. 3 @& A& E. j- r
  122. return DS18B20_Check();
    : X  s$ R' r+ E: G  s3 _
  123. }  
    & {6 e8 d  R( Z$ f! b
  124. //从ds18b20得到温度值
    ; e! F0 t! v' L; @# l% ?
  125. //精度:0.1C
    : i, h9 a0 t: Q/ B3 C; U
  126. //返回值:温度值 (-550~1250) ( H+ v" O1 W, T1 s6 G- R; @1 f
  127. short DS18B20_Get_Temp(void)# v0 n8 @* w" L  C7 u1 i+ h& ^
  128. {
    2 b% \# h" S" [& S' I
  129.     u8 temp;' C& T9 [0 m2 v4 S; \/ R7 A. O
  130.     u8 TL,TH;
    2 E9 {" Q$ ]7 o& h& d' m
  131. short tem;- g5 G1 Q( v5 Q/ v' L3 F
  132.     DS18B20_Start ();        // ds1820 start convert
    : J$ r6 g% x7 ~
  133.     DS18B20_Rst();
    $ C/ T) k& |* m
  134.     DS18B20_Check();   
    8 x( U# I+ }6 Z
  135.     DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip rom
    - n: h# y- ^  Y9 J
  136.     DS18B20_Write_Byte(0xbe);  // convert      
    - g5 s3 W7 J1 a  }
  137.     TL=DS18B20_Read_Byte();   // LSB   
    . O* }1 b  ]- v2 W& U
  138.     TH=DS18B20_Read_Byte();   // MSB  % U* _& @- S; A: K. |
  139. + [" b4 D' b) ?. A  q6 p
  140. if(TH>7)
    ; }* a) x$ b7 z  j4 I' Y! ]
  141.     {
    2 A8 a0 y- y/ v$ _9 f' _% l7 \
  142.         TH=~TH;
    1 S0 L) @2 U7 q3 J+ E
  143.         TL=~TL;
    " l, s# p! e7 A0 j! _! {
  144.         temp=0;          //温度为负  " \# R- G; f, @& A
  145.     }else temp=1;        //温度为正        
    1 v4 |7 |% z% c0 S  |, T- L  z3 C8 S
  146.     tem=TH;           //获得高八位4 h1 F! V" C& n$ q- E! |. a
  147.     tem<<=8;   
    ' }- l  e1 W1 `: d
  148.     tem+=TL;          //获得底八位
    8 l1 Y% N( D+ x+ o
  149.     tem=(float)tem*0.625;    //转换     
    1 P8 e; O: K  }/ \$ U9 k6 k
  150. if(temp)return tem;     //返回温度值
    : V$ z) o. A' c" ^3 F* n
  151. else return -tem;   
    3 b# ?# D/ u& ?% |+ i7 c3 O. K
  152. }
复制代码
$ r4 |! ?2 B% B
    DS18B20.h代码:2 F  H8 B7 u* q* p& J
5 S2 P: e, b% T
  1. #ifndef __DS18B20_H
    : V. i. S2 b) n
  2. #define __DS18B20_H
    : \4 a# L- f5 K! {9 h$ D
  3. #include "sys.h"
    8 l( R3 s: k7 J
  4. . W- U4 ~2 K  v' ]* k, b! ^7 D
  5. 3 `5 ]6 N- L; w: k5 `1 Y+ @
  6. //IO方向设置. L2 E9 \4 O. c: s
  7. #define DS18B20_IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
      {- P: \; W9 l4 ^4 ^7 ^
  8. #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}
    ( c. s4 ?* E, n+ H
  9. //IO操作函数                         3 d2 m, b$ ~9 }; g7 i
  10. #define  DS18B20_DQ_OUT PGout(11) //数据端口  PA0
      y, Y/ t4 B2 H7 s2 p
  11. #define  DS18B20_DQ_IN  PGin(11)  //数据端口  PA0   [# C: F8 k0 M; z7 P" b8 ^7 h) @$ x0 S

  12. 1 v" s; n8 b: z. K; L
  13. u8 DS18B20_Init(void);//初始化DS18B20& ]* z6 t* p' a6 ]$ O& Z/ p
  14. short DS18B20_Get_Temp(void);//获取温度+ Q5 G) d, i. W) ?
  15. void DS18B20_Start(void);//开始温度转换4 v5 b! W# N! U, c6 J6 V5 t- Z
  16. void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//写入一个字节
    9 Y$ U0 `# \- [4 m8 A* @. X
  17. u8 DS18B20_Read_Byte(void);//读出一个字节2 ^: V' ~6 V; m- f& W9 n9 p
  18. u8 DS18B20_Read_Bit(void);//读出一个位
    # C- k* ]  t- T+ j' S. m
  19. u8 DS18B20_Check(void);//检测是否存在DS18B20
      ?8 f- C4 @$ k  F
  20. void DS18B20_Rst(void);//复位DS18B20   
    + n6 `6 l/ O: ]
  21. #endif
复制代码

: ^9 D' ?9 i$ s- q  _" \, O$ T" i9 D1 O

: U. u: I, C. X( g, Q4 P) n! ~  c# F  c+ x$ }4 L: Z9 v8 T

, c! m- ?8 ^& ^8 t1 e) j. w# d
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