DS18B20数字温度传感器实验
本章，我们将介绍STM32如何读取外部温度传感器的温度，来得到较为准确的环境温度。我们将学习单总线技术，通过它来实现STM32和外部温度传感器DS18B20的通信，并把从温度传感器得到的温度显示在LCD上。

39.1 DS18B20及其时序简介
39.1.1 DS18B20简介
DS18B20是由DALLAS半导体公司推出的一种“单总线”接口的温度传感器。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的数字化温度传感器。单总线结构具有简洁且经济的特点，可使用户轻松地组建传感器网络，从而为测量系统的构建引入全新的概念，测试温度范围为-55+125℃，精度为±0.5℃。现场温度直接以单总线的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。它工作在3~5.5V的电压范围，采用多种封装形式，从而使系统设置灵活、方便，设定分辨率以及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。其内部结构如图39.1.1所示：
0 R0 O: G% b2 |( G& k9 G& w# i: a, @


图39.1.1.1 DS18B20内部结构图
2 D4 e# Y6 h+ c' L1 O$ BROM中的64位序列号是出厂前被标记好的，它可以看作使该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排列是：前8位是产品家族码，接着48位是DS18B20的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1）。ROM作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样设计可以允许一根总线上挂载多个DS18B20模块同时工作且不会引起冲突。
39.1.2 DS18B20时序简介
所有单总线器件要求采用严格的信号时序，以保证数据的完整性。DS18B20共有6种信号类型：复位脉冲、应答脉冲、写0、写1、读0和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都是由主机发出同步信号。并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前。这里我们简单介绍这几个信号的时序。
1）复位脉冲和应答脉冲
6 K0 o; b- D3 E  `7 D- ]


/ Y' i% N$ r2 E, _7 n( @图39.1.2.1 复位脉冲和应答脉冲时序图
/ n5 k/ N. g+ [; `' L8 ~单总线上的所有通信都是以初始化序列开始。主机输出低电平，保持低电平时间至少要在480us，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7K的上拉电阻将单总线拉高，延时时间要在1560us，并进入接收模式（Rx）。接着DS18B20拉低总线60240us，以产生低电平应答脉冲。
8 X5 \4 C" ]! A! ~- v2）写时序

) |% `# ]8 P9 u! o2 D1 `, E
6 \3 r2 i: m% C% N4 v
图39.1.2.2 写时序图
$ N  k  G2 V/ ]! a/ X写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us，且在两次独立的写时序之间至少需要1us的恢复时间，两种写时序均起始于主机拉低总线。写1时序：主机输出低电平，延时2us，然后释放总线，延时60us。写0时序：主机输出低电平，延时60us，然后释放总线延时2us。
3）读时序


' k) f2 `( ~3 b1 g) Y
图39.1.2.3 读时序图
单总线器件仅在主机发出读时序时，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us，且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。典型的读时序过程为：主机输出低电平延时2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后读取单总线当前的电平，然后延时50us。
5 x, [& s( w" L+ b& t在了解单总线时序之后，我们来看一下DS18B20的典型温度读取过程，DS18B20的典型温度读取过程为：复位→发SKIP ROM（0xCC）→发开始转换命令（0x44）→延时→复位→发送SKIP ROM命令（0xCC）→发送存储器命令（0xBE）→连续读取两个字节数据（即温度）→结束。

6 K/ r5 Q7 c6 ]$ q+ U0 I  `! n39.2 硬件设计
1.例程功能
3 U  k  S3 I; ?, l* X$ C* O8 Z本实验开机的时候先检测是否有DS18B20存在，如果没有，则提示错误。只有在检测到DS18B20之后才开始读取温度并显示在LCD上，如果发现了DS18B20，则程序每隔100ms左右读取一次数据，并把温度显示在LCD上。 LED0闪烁用于提示程序正在运行。
4 X0 f# E$ p4 ]9 F- w2.硬件资源
! H. g7 \4 Y+ E1）LED灯
6 f$ w( `+ |6 j% r! \& MLED0 – PB4
2）串口1(PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面)
3）正点原子2.8/3.5/4.3/7/10寸TFTLCD模块(仅限MCU屏，16位8080并口驱动)
- g! |1 z( M) }( q. W4）DS18B20温度传感器(接在PC13上)
: g7 i( F, M6 ^. ~8 ^( y* [9 c3.原理图
DS18B20接口与STM32的连接关系，如下图所示：

, Y) k+ S/ j& d( W. U' }* H0 J

# C% i, ^; t" c* ^4 S- \图39.2.1 DS18B20接口与STM32的连接电路图
, r2 O8 W7 d0 K# p从上图可以看出，我们使用的是STM32的PC13来连接U4的DQ引脚，图中U4为DHT11（数字温湿度传感器）和DS18B20共用的一个接口，DHT11我们将在下一章介绍。
  Y/ V5 T' }+ l7 u; LDS18B20只用到U4的3个引脚（U4的1、2和3脚），将DS18B20传感器插入到这个上面就可以通过STM32来读取DS18B20的温度了。连接示意图如图39.2.2所示：
( `  Y1 X/ T# Y8 y4 k
" T$ u. w4 j8 J) h+ \( T% \

图39.2.2 DS18B20连接示意图
3 r7 ^% Z: ]6 \从上图可以看出，DS18B20的平面部分（有字的那面）应该朝内，而曲面部分朝外。然后插入如图所示的三个孔内。

39.3 程序设计
DS18B20实验中使用的是单总线协议，用到的是HAL中GPIO相关函数，前面也有介绍到，这里就不做展开了。下面介绍一下如何驱动DS18B20。
0 G, Z" V1 V1 M0 I) o- _DS18B20配置步骤
1）使能DS18B20数据线对应的GPIO时钟。
本实验中DS18B20的数据线引脚是PC13，因此需要先使能GPIOC的时钟，代码如下：
0 G2 V  J: }3 V__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); /* PC口时钟使能 */
2）设置对应GPIO工作模式（开漏输出）
本实验GPIO使用开漏输出模式，通过函数HAL_GPIO_Init设置实现。
3）参考单总线协议，编写信号函数（复位脉冲、应答脉冲、写0/1、读0/1）
7 `+ t) X! F" [7 @  u0 _2 R复位脉冲：主机发出低电平，保持低电平时间至少480us。
8 h  M8 U6 ?7 t! T7 i3 Y. e% M应答脉冲：DS18B20拉低总线60~240us，以产生低电平应答信号。
, @: |2 ~) z- u5 b1 t5 K# f; _写1信号：主机输出低电平，延时2us，然后释放总线，延时60us。
: V( F0 P& P' n- ]( `& M写0信号：主机输出低电平，延时60us，然后释放总线，延时2us。
" a. G4 \; y. b9 N7 Y读0/1信号：主机输出低电平延时2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后读取单总线当前的电平，然后延时50us。
( V6 p6 m$ y# F: N. \! B  S4）编写DS18B20的读和写函数
基于写1bit数据和读1bit数据的基础上，编写DS18B20写1字节和读1字节函数。
5）编写DS18B20获取温度函数
% P) R( }# i( r- {参考DS18B20典型温度读取过程，编写获取温度函数。
. o) m7 n- e) ^& X8 E5 {: w, [39.3.1 程序流程图

! q6 P) z3 B2 q; X- p, d

* q+ S' o3 O: H% S. O# m: O图39.3.1.1 DS18B20实验程序流程图
4 t* @5 w, K! z7 T39.3.2 程序解析
' k! O& G% L+ S8 v; H8 ^: G0 T8 |* [1.DS18B20驱动代码
( D0 g9 @+ L8 T0 w) b" O这里我们只讲解核心代码，详细的源码请大家参考光盘本实验对应源码。DS18B20驱动源码包括两个文件：ds18b20.c和ds18b20.h。
首先我们先看一下ds18b20.h头文件里面的内容，其定义如下：
! }! `- h6 ~+ e/ m% u5 g+ I

1. /* DS18B20引脚 定义 */
   
2. #define DS18B20_DQ_GPIO_PORT                GPIOC
   ( P( f) u$ t1 B/ u1 Z1 [
3. #define DS18B20_DQ_GPIO_PIN                 GPIO_PIN_13
   - ]& d1 T2 [5 N" p! q7 x
4. #define DS18B20_DQ_GPIO_CLK_ENABLE()         do{ __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PC口时钟使能 */
   ! X1 u$ E8 |! {
5. 
   . i/ k2 _8 s9 n! I8 J# `0 o3 j" W- y4 S
6. /* IO操作函数 */
   
7. #define DS18B20_DQ_OUT(x)   do{ x ? \
   " {4 {8 F4 i- R
8.                                 HAL_GPIO_WritePin(DS18B20_DQ_GPIO_PORT,
   8 ~- ~8 N4 H+ |# f) s# \8 Y1 ?# \
9. DS18B20_DQ_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \
   # k' \/ I- p' s. X) L% I5 I
10.                                 HAL_GPIO_WritePin(DS18B20_DQ_GPIO_PORT,
    
11. DS18B20_DQ_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \
    
12.                             }while(0)                                                       /* 数据端口输出 */
    
13. #define DS18B20_DQ_IN     HAL_GPIO_ReadPin(DS18B20_DQ_GPIO_PORT,
    
14. DS18B20_DQ_GPIO_PIN)     /* 数据端口输入 */
    
15. 在ds18b20.h的操作跟IIC实验代码很类似，主要对用到GPIO口进行宏定义，以及宏定义IO操作函数，方便时序函数调用。
      d" p: j' B' w. }( `
16. 下面我们直接介绍ds18b20.c的程序，首先介绍的是DS18B20传感器的初始化函数，其定义如下：
    / k, ?% C3 O. y9 R
17. /**
    
18. * @brief              初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS18B20的存在
    ( l: C1 ^0 g* D  v
19. * @param               无
    
20. * @retval              0, 正常
    4 s/ A# ~; J+ g! L2 u3 a/ g; H
21. *                       1, 不存在/不正常
    
22. */
    
23. uint8_t ds18b20_init(void)
    * s" A! ?. ^1 g  d' ~4 D6 T
24. {
    * Z( ]: u: j/ s( X
25.     GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
    
26. 
    
27.     DS18B20_DQ_GPIO_CLK_ENABLE();   /* 开启DQ引脚时钟 */
    " A8 [+ W$ U2 l1 N
28. 
    
29.     gpio_init_struct.Pin = DS18B20_DQ_GPIO_PIN;
    , C. N* V0 |5 D0 Y5 b
30.     gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;                  /* 开漏输出 */
    
31.     gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                            /* 上拉 */
    9 f  G& {$ T$ j
32. gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;          /* 高速 */
    
33. /* 初始化DS18B20_DQ引脚 */
    
34.     HAL_GPIO_Init(DS18B20_DQ_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
    & V5 P* \* e: @# |  L  P* n2 E# o
35. /* DS18B20_DQ引脚模式设置,开漏输出,上拉, 这样就不用再设置IO方向了,
    
36. 开漏输出的时候(=1), 也可以读取外部信号的高低电平 */
    & ~0 d: L/ `: ?1 V
37.     ds18b20_reset();
    
38.     return ds18b20_check();
    
39. }
    & b4 ?+ B! |/ z( I2 q( h
40. 在ds18b20的初始化函数中，主要对用到的GPIO口进行初始化，同时在函数最后调用复位函数和自检函数，这两个函数在后面会解释到。
    % y* B: U8 h3 Z% A+ X
41. 下面介绍的是复位DS18B20函数和等待DS18B20的回应函数，它们的定义如下：
    , K. Z; b1 F2 `4 ^: ~
42. /**
    7 @4 v8 J2 u  `' l6 _+ w' {
43. * @brief              复位DS18B20
    4 G" Y4 _% T: p6 z4 p
44. * @param              data: 要写入的数据
    6 n2 {+ c& ^/ V& M+ Z
45. * @retval              无
    
46. */
    
47. static void ds18b20_reset(void)
    
48. {
    
49.     DS18B20_DQ_OUT(0);  /* 拉低DQ,复位 */
    + A. d7 G- S! N! }; J( E
50.     delay_us(750);       /* 拉低750us */
    
51.     DS18B20_DQ_OUT(1);  /* DQ=1, 释放复位 */
    
52.     delay_us(15);        /* 延迟15US */
    & y: R: }/ {' R5 l) h5 ]9 a1 d
53. }
    
54. 
    & q! ~, W2 ?' ^; _9 z3 T+ D
55. /**
    ' c+ ]. |! V+ g( }; W
56. * @brief             等待DS18B20的回应
    
57. * @param              无
    
58. * @retval              0, DS18B20正常
    
59. *                       1, DS18B20异常/不存在
    , q: w( k0 [% Q: o) v
60. */
    6 ^, a# d7 H6 v4 |9 R  k8 A( A$ ]
61. uint8_t ds18b20_check(void)
    2 J3 t/ {7 B5 a6 A( Y6 D/ R
62. {
    , ?0 e8 Y9 g" ~6 [8 r2 |
63.     uint8_t retry = 0;
    ! q  x( V7 Q, v, l
64.     uint8_t rval = 0;
    , t7 t$ l: `7 A- n) j+ G$ _" i
65. 
    
66.     while (DS18B20_DQ_IN && retry < 200)    /* 等待DQ变低, 等待200us */
    2 ~( H' w+ ?  D6 u8 [  Y
67.     {
    
68.         retry++;
    
69.         delay_us(1);
    
70. }
    
71. 
    : D  G* ?; l3 n
72.     if (retry >= 200)
    + r2 y8 g5 |1 O5 b" q. W3 G
73.     {
    
74.         rval = 1;
    5 R9 n+ t% z; Y$ |, s# j# {9 G
75.     }
    8 C# z/ Y( d  Y. Y* z0 p0 |
76.     else
    
77.     {
    
78.         retry = 0;
    # E& o9 [0 b% X7 s# W+ S
79.         while (!DS18B20_DQ_IN && retry < 240)   /* 等待DQ变高, 等待240us */
    
80.         {
    # {, v9 ^) m' ~( m1 o' Y
81.             retry++;
    
82.             delay_us(1);
    $ F( V% z' V, {* J
83.         }
    
84.         if (retry >= 240) rval = 1;
    : I5 b6 J/ g3 v( k6 p
85.     }
    
86.     return rval;
    4 g8 S$ N! ]- J$ c2 l  g) l& T
87. }

复制代码

以上两个函数分别代表着前面所说的复位脉冲与应答信号，大家可以对比前面的时序图进行理解。由于复位脉冲比较简单，所以这里不做展开。现在看一下应答信号函数，函数主要是对于DS18B20传感器的回应信号进行检测，对此判断其是否存在。函数的实现也是依据时序图进行逻辑判断，例如当主机发送了复位信号之后，按照时序，DS18B20会拉低数据线60~240us，同时主机接收最小时间为480us，我们就依据这两个硬性条件进行判断，首先需要设置一个时限等待DS18B20响应，后面也设置一个时限等待DS18B20释放数据线拉高，满足这两个条件即DS18B20成功响应。
9 M- C  J8 x, E! n1 e; k2 N下面介绍的是写函数，其定义如下：

* E, [: s9 y6 M: ]9 x

1. /**
   / r+ p6 F' B2 H; ^+ N5 D
2. * @brief            写一个字节到DS18B20
   3 J% K# @7 d- P1 [2 e% C
3. * @param              data: 要写入的字节
   & o# q+ i- g$ Y  w3 S: Q2 p7 Q4 Q
4. * @retval            无
   
5. */
   
6. static void ds18b20_write_byte(uint8_t data)
   9 [7 A& v7 O6 e
7. {
   
8.     uint8_t j;
   ! `  b7 ~  t- U+ }0 l8 ?
9.     for (j = 1; j <= 8; j++)
   0 H# |& P% S2 V, N
10.     {
    1 H  {- p" S  c. d, {2 P
11.         if (data & 0x01)
    
12.         {
    - c- V% K+ k# {& f$ o
13.             DS18B20_DQ_OUT(0);  /*  Write 1 */
    
14.             delay_us(2);
    
15.             DS18B20_DQ_OUT(1);
    6 m; B- n  Z3 v! W2 Q8 N
16.             delay_us(60);
    7 u  q0 L; k: e, Q9 _3 A
17.         }
    ; E' q  N1 ]( P' ?+ w
18.         else
      _8 Z, n0 s  z2 \1 f: s
19.         {
    
20.             DS18B20_DQ_OUT(0);  /*  Write 0 */
    
21.             delay_us(60);
    
22.             DS18B20_DQ_OUT(1);
    ! o& Z/ O( J0 p
23.             delay_us(2);
    
24.         }
    
25.         data >>= 1;             /* 右移,获取高一位数据 */
      H  B' h- c- Z3 A* Z, p9 |1 h
26.     }
    
27. }

复制代码

通过形参决定是写1还是写0，按照前面对写时序的分析，我们可以很清晰知道写函数的逻辑处理。
有写函数肯定就有读函数，下面介绍的是读函数，其定义如下：

1. /**
   
2. * @brief             从DS18B20读取一个位
   9 O: X/ N0 n/ I0 a
3. * @param            无
   
4. * @retval           读取到的位值: 0 / 1
   $ k* ?6 c. l- l
5. */
   - G% Q1 b, C, g  B+ g4 E
6. static uint8_t ds18b20_read_bit(void)
   ; r9 e2 ~+ \% g' `: X1 u6 g
7. {
   " D; y: ^8 |5 K$ _5 J
8.     uint8_t data = 0;
   - C) Y1 ?1 D5 U* G$ J
9.     DS18B20_DQ_OUT(0);
   ; c) |8 e6 X! B
10.     delay_us(2);
      k  X# I" P9 |5 j& B4 b. |
11.     DS18B20_DQ_OUT(1);
    ; p, y  @6 E1 `; J7 Y- ^' o0 G# A
12.     delay_us(12);
    
13. 
    , s8 L9 i6 |7 _) S
14.     if (DS18B20_DQ_IN)
    
15.     {
    3 g3 C: o% n# ~
16.         data = 1;
    ' o! E! o; U2 L6 E2 V
17.     }
    1 j+ K+ O* |3 p" o" x( Z8 T
18.     delay_us(50);
    
19.     return data;
    
20. }
    
21. 
    
22. /**
    % J+ s3 x4 T; a
23. * @brief             从DS18B20读取一个字节
    
24. * @param             无
    
25. * @retval            读到的数据
    2 q6 Y8 y- E4 A6 ~
26. */
    2 b. V& J$ b* P0 \
27. static uint8_t ds18b20_read_byte(void)
    
28. {
    
29.     uint8_t i, b, data = 0;
    4 {$ E* r5 w- a) t* U% q2 O
30.     for (i = 0; i < 8; i++)
    
31.     {
    
32.         b = ds18b20_read_bit();        /* DS18B20先输出低位数据 ,高位数据后输出 */
    
33.         data |= b << i;                /* 填充data的每一位 */
    / K) N! P5 d  A3 ~
34.     }
    $ Y& t, Y, O: |/ @, C4 w) Z
35.     return data;
    1 J  X3 L7 k4 T. l+ ]) z2 a
36. }

复制代码

在这里ds18b20_read_bit函数从DS18B20处读取1位数据，在前面已经对读时序也进行了详细的分析，所以这里也不展开解释了。
2 H" B" \1 A+ S- [4 k6 r1 x) U下面介绍读取温度函数，其定义如下：

3 @- G5 r0 p( z: `0 k% m  z4 T7 @) L

1. /**
   
2. * @brief             开始温度转换
   ) S8 z6 }. G2 S' S! H- b. ~
3. * @param             无
   
4. * @retval             无
   # D5 Y% c" x" T- p% `
5. */
   9 p  ^4 Y- ~  w8 F/ n
6. static void ds18b20_start(void)
   
7. {
   
8.     ds18b20_reset();
     Q+ C9 V7 H, |4 v
9.     ds18b20_check();
   . p% K# ^6 C) }- {
10.     ds18b20_write_byte(0xcc);   /*  skip rom */
    
11.     ds18b20_write_byte(0x44);   /*  convert */
    ; V# N8 [8 `' g& f  t
12. }
    , k( d) F+ w5 E4 \# I
13. /**
    
14. * @brief             从ds18b20得到温度值(精度：0.1C)
    % j' T* i+ {* D& I& b! |8 W
15. * @param             无
    
16. * @retval            温度值 （-550~1250）
    
17. *   @note            返回的温度值放大了10倍.
    
18. *                    实际使用的时候,要除以10才是实际温度.
    
19. */
    1 |2 f# g; w: X: f* K
20. short ds18b20_get_temperature(void)
    # u# g- p6 ^' ]; k) r0 S& O/ x
21. {
    1 g/ X; S4 F& {. g, D
22.     uint8_t flag = 1;            /* 默认温度为正数 */
    $ X/ o" c1 |  M; |
23.     uint8_t TL, TH;
    ! l* o- M2 B' B3 x6 }
24.     short temp;
    + ^% `7 Z: @9 {
25. 
    & n% p* a; n& A0 k
26.     ds18b20_start();             /*  ds1820 start convert */
    
27.     ds18b20_reset();
    : i4 Q8 |( ?; ?( S2 X# M9 t: U+ I  m
28.     ds18b20_check();
    
29.     ds18b20_write_byte(0xcc);   /*  skip rom */
    . H: a' E/ |& e
30.     ds18b20_write_byte(0xbe);   /*  convert */
    $ V' W' Q0 [: H
31.     TL = ds18b20_read_byte();   /*  LSB */
    . t! P) S$ ]+ V' _* v( v7 o6 M
32. TH = ds18b20_read_byte();   /*  MSB */
    5 f+ f' D1 w3 K8 t) G9 e
33. 
    
34.     if (TH > 7)
    6 f& G& `! Q& [2 Q# ~) t$ d9 A
35.     {        /* 温度为负，查看DS18B20的温度表示法与计算机存储正负数据的原理一致：
    # u6 V, p, m- z9 p5 t6 U. _0 a
36.                 正数补码为寄存器存储的数据自身，负数补码为寄存器存储值按位取反后+1
    
37.                 所以我们直接取它实际的负数部分，但负数的补码为取反后加一，但考虑到低位可能+1后有进位和代码冗余，
    5 a& z. K+ U- _# w/ c
38.                 我们这里先暂时没有作+1的处理，这里需要留意  */
    
39.         TH = ~TH;
    
40.         TL = ~TL;
    ( i0 S1 j2 E4 ~+ v" o
41.         flag = 0;   /* 温度为负 */
    
42. }
    1 _2 q- }( O% \8 g
43. 
    
44.     temp = TH;      /* 获得高八位 */
    
45.     temp <<= 8;
    
46. temp += TL;     /* 获得底八位 */
    
47. 
    1 e/ t' d2 H0 @+ _8 \. T0 E
48.     /* 转换成实际温度 */
    
49.     if (flag == 0)
    / F' a  f* L# ~1 T, }( I  t
50.     {   /* 将温度转换成负温度，这里的+1参考前面的说明 */
    
51.         temp = (double)(temp+1) * 0.625;
    
52.         temp = -temp;   
    
53. }
    + G. ^5 f& d6 `' g# |* o2 d
54. else
    ! V4 I5 m7 j$ _) ~8 [, z/ v
55. {
    4 {# _: g4 P, ]( d/ q+ C
56.         temp = (double)temp * 0.625;
      p0 a4 K$ M8 F, [- e' p! ]1 P2 h' F
57. }     
    
58. return temp;
    " g! v  O5 B7 E/ Y2 d) O# w
59. }

复制代码

9 q1 A9 x% h: U* p( a8 r' }在这里简单介绍一下上面用到的RAM指令：
( e7 O: q+ ~) ^跳过ROM(0xCC)，该指令只适合总线只有一个节点，它通过允许总线上的主机不提供64位ROM序列号而直接访问RAM，节省了操作时间。
温度转换(0x44)，启动DS18B20进行温度转换，结果存入内部RAM。
读暂存器(0xBE)，读暂存器9个字节内容，该指令从RAM的第一个字节（字节0）开始读取，直到九个字节（字节8，CRC值）被读出为止。如果不需要读出所有字节的内容，那么主机可以在任何时候发出复位信号以中止读操作。
2. main.c代码
在main.c里面编写如下代码：

) \  A6 N* R7 r& ^1 s2 u8 w4 W! ^

1. int main(void)
   
2. {
   
3.     uint8_t t = 0;
   
4. short temperature;
   
5. 
   
6.     sys_cache_enable();                            /* 打开L1-Cache */
   
7.     HAL_Init();                                      /* 初始化HAL库 */
   
8.     sys_stm32_clock_init(240, 2, 2, 4);         /* 设置时钟, 480Mhz */
   
9.     delay_init(480);                                /* 延时初始化 */
   
10.     usart_init(115200);                            /* 串口初始化为115200 */
    ( C- w$ q' [, |6 M
11.     mpu_memory_protection();                      /* 保护相关存储区域 */
    4 h4 k* M/ h# e% E& `( ?
12.     led_init();                                             /* 初始化LED */
    
13.     lcd_init();                                             /* 初始化LCD */
    
14. 
    3 k! G8 r7 S; g5 X
15.     lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);
    
16.     lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "DS18B20 TEST", RED);
    ) i, s1 G- J; l( p( v: ^
17. lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);
    2 j9 B* V# h" J4 c4 E- l2 }
18. 
    7 ^/ f# ^* k; o  @5 U
19.     while (ds18b20_init())              /* DS18B20初始化 */
    
20.     {
    
21.         lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "DS18B20 Error", RED);
    6 q% j" M2 Y2 F
22.         delay_ms(200);
    ! Y$ G. G- |3 c7 \6 U
23.         lcd_fill(30, 110, 239, 130 + 16, WHITE);
    $ W  g6 K& T8 T# ^0 X1 m
24.         delay_ms(200);
      E& M, d# v# Y: M  r0 d
25. }
    " A. K% S6 p/ A3 k
26. 
    2 t6 ?7 N7 H- X( h2 f8 \( A3 d
27.     lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "DS18B20 OK", RED);
    7 X- P6 H' Q) H, R) k
28. lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "Temp:   . C", BLUE);
    4 i! f/ r; Q7 }' W& l; V$ y- V
29. 
    
30.     while (1)
    
31.     {
    
32.         if (t % 10 == 0)   /* 每100ms读取一次 */
    
33.         {
    
34.             temperature = ds18b20_get_temperature();
    $ ~* n* J7 i/ E; s( k( G) M& N
35.             if (temperature < 0)
    5 b- o8 F% Q$ X# ^6 e! A5 r/ o' B
36.             {
    
37.                 lcd_show_char(30 + 40, 130, '-', 16, 0, BLUE);  /* 显示负号 */
    
38.                 temperature = -temperature; /* 转为正数 */
    
39.             }
    
40.             else
    
41.             {
    5 G5 C# r% [4 r% ]$ E
42.                 lcd_show_char(30 + 40, 130, ' ', 16, 0, BLUE);  /* 去掉负号 */
    5 p/ P- E" \7 _6 D4 h
43.             }
    
44.             /* 显示正数部分 */
    
45.             lcd_show_num(30 + 40 + 8, 130, temperature / 10, 2, 16, BLUE);  
    : Z* [2 W& f0 X9 I
46. /* 显示小数部分 */
    ! a( e# H7 `/ I2 r5 f
47.             lcd_show_num(30 + 40 + 32, 130, temperature % 10, 1, 16, BLUE);
    
48.         }
    : Z  J# i% C. K% n8 @, n) F. `
49. 
    4 S' T- p. i& I3 E! b$ t
50.         delay_ms(10);
    $ U( i1 G* s3 L# I7 S8 p' v. }
51.         t++;
    
52. 
    & k# ^; C# T( Z8 ^# U3 i% o
53.         if (t == 20)
    
54.         {
    
55.             t = 0;
    ( Z* z' q7 \' ~% B! _- s$ z' u
56.             LED0_TOGGLE();  /* LED0闪烁 */
    
57.         }
    
58.     }
    
59. }

复制代码

主函数代码比较简单，一系列硬件初始化后，在循环中调用ds18b20_get_temperature函数获取温度值，然后显示在LCD上。

39.4 下载验证
假定DS18B20传感器已经接上去正确的位置，将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD显示当前的温度值的内容如图39.4.1所示：
; J+ l( L1 w# H
7 q! Z0 S+ s! J6 a5 H  v

图39.4.1 程序运行效果图
该程序还可以读取并显示负温度值，具备零下温度条件可以测试一下。
2 @* D* L' v+ E/ l3 s————————————————
2 i9 o$ b7 ]) L版权声明：正点原子


1 }' w( a" Z  V% @& Y# |# ^