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基于STM32 DS18B20温度传感器经验分享

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攻城狮Melo 发布时间:2024-6-15 19:51
一、初始化! q# v7 O- ^; L; s6 x- B
1.逻辑
- Y& ]8 T3 _/ [7 f- q' @/ U8 R" O1.主机(控制器STM32,下同)拉低电平,持续480us-960us,然后释放(拉高电平,下同)
; w9 J. h! ?1 I2 [2.等待15us-60us(在程序中给了30)//第一和第二步均为输出,但是第二部后要切换为输入模式" Z3 n& L: p3 `# c4 i: V
3.从机(DS18B20 传感器,下同)会低电平,持续时间60us-240us,//这一步是检测传感器在不在的关键一步,加上第二步释放后的时间,所以我们要在90us(30+60)-270us(30+240)内检测电平高低来判断传感器是否存在。在此时应为输入模式。: v# m+ r" @% j! C
4.主机接收至少480us,所以我们检测完后还需等待时序结束,时间=480us-释放后到检测时时间3 ]4 |+ m# z. w: m) H

6 _6 d" {7 d0 Y2 D0 b返回数值。
! v- p; R" f; J* [# \' `& x% \
2 }& d$ B0 e* \! s6 [. p$ Z+ X
微信图片_20240615195059.png 0 a8 A. l: ~3 B" z* D3 ?7 E9 z6 N
代码:
8 o3 ^1 E7 R: q7 r2 a2 a( M: D3 w% u' w# v
1.初始化代码
  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
    8 I( Y) _! w, A0 D
  2. #include "main.h"    //这里面没什么(除了delay函数)) \* S" b9 }( b) n/ @5 N9 |

  3. $ A4 E6 r, N/ N& o+ ~5 Y
  4. #define DS18B20 GPIO_Pin_15      //如果复制使用,只需改这行Pin口和下行通道还开启有时钟% f: |& B  O0 {( u0 ^2 G3 ]' k
  5. #define DS18B20_PROT GPIOB      //其他代码不用更改,只需补全delay和显示函数就行9 @1 x' E1 D9 l- A" F
  6. #define DS18B20_LOW GPIO_ResetBits(DS18B20_PROT,DS18B20), F, {" ^4 I/ B7 r9 U
  7. #define DS18B20_HIGH GPIO_SetBits(DS18B20_PROT,DS18B20)* ~) t6 E3 ~3 g( {' R, u1 K
  8. ) r( X) ]( Y8 a3 E% `% `0 Y
  9. void DS18B20_Init(void)  //初始化函数
    * _7 f4 c: f1 C
  10. {
    0 [3 s* K/ S# E( f! J& `
  11.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);    //开启对应通道时钟$ s4 u( t' b; w0 u0 g/ c8 K: V
  12.   1 A) M; I' c) K
  13.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;$ T( h5 F% ]1 W& h
  14.   GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    " P6 T& M4 _( Y3 e
  15.   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DS18B20;) d: {. i% h4 f9 F9 M2 j
  16.   GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    - u( m* v: d7 U
  17.   GPIO_Init(DS18B20_PROT,&GPIO_InitStruct);
      u" `4 }5 P2 V  i1 q. ~% p+ ^) l
  18. }
复制代码

" H* v- w3 I/ C' K/ u2.模式切换函数,1为写/输出模式,0为读/输入模式
  1. void DS18B20_Output_Input(u8 cmd)  //输入输出模式切换,1输出,0输入/读取6 t' Z) o' W5 T& a2 k% W& A0 z
  2. {* L$ D, z( R3 _1 N  M3 h
  3.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    7 ]8 L9 t8 j% Y; I& H( g
  4.   
    5 k: b) e# c% k& o* |% ~
  5.   if(cmd)  //为1 是输出模式
    + E# P0 p/ n8 P3 f" _+ x
  6.   {
    ( K" a3 ^; W& |2 Z) U6 ?* _. e) O. a
  7.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;4 V1 [2 i$ i1 I# G! I1 w+ K6 f* }
  8.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DS18B20;; C) w" f/ o' a, P" R
  9.     GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    2 J5 a$ f' b5 c- _4 n) {9 t$ F
  10.     , @! v* Q* a, J$ G' X$ P- }
  11.   }
    8 R% G# q( |7 W
  12.   else  //为0,输入模式# H! ^, g: M6 A) |
  13.   {
    , c& o$ p% E% m: F. ^) E/ h' R/ R* ^
  14.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;. f/ s' \5 [  ?
  15.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DS18B20;
    6 A7 n5 C0 M3 P  h8 c( {) p7 R1 ]5 W* E
  16.     GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    $ z9 v' j7 I" G, l. R

  17. : s* X  T. u, d1 r$ S0 z" w
  18.   }
    ; f3 s* c  o! {8 ]8 @% q* ~0 e
  19.   GPIO_Init(DS18B20_PROT,&GPIO_InitStruct);
    " }. e& o$ [; u9 W% m" A! T
  20. }
复制代码
; f% E- p: ~9 `0 U. J
3. 初始化代码
( Z; ^( @; J- g1 _: p+ B8 ]; ^
  1. u8 DS18B20_Starup(void)  //判断DS18B20 是否存在的一个函数
    " `: d! Q1 L6 o. {4 c1 s
  2. {1 A* Q2 o6 _. F% f7 Q$ K* n
  3.   u8 data;% A0 H. e1 H' v; }( D+ W' @
  4.   , B- E8 x) k- G  E
  5.   DS18B20_Output_Input(1);  //为输出模式/ Y$ b7 U" i4 d1 {: d: [# y
  6.   DS18B20_LOW;        //拉低电平
    $ @, Y- B5 g5 M
  7.   Delay_us(480);    //delay函数,需要自己写,网上资料很多,保证时间准确就行
    # R, o  v7 W0 `6 _! u% [# q
  8.   DS18B20_HIGH;    //拉高电平,也是 释放总线
    * O- q) t7 o7 G0 }
  9.   Delay_us(100);. J% i2 e' Z. z" q0 A$ p1 Z# |
  10.   1 v& Q- j# I8 d9 y( S! {; C6 w
  11.   DS18B20_Output_Input(0);  //为输入模式
    : [+ z4 O4 O. R9 b
  12.   data = GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_PROT,DS18B20);  //根据时序存在返回0,不存在是1
    . d3 b: h4 _) ~/ `/ j% @7 v
  13.   Delay_us(380);
    . ^9 U; p+ _- C6 u  e7 r
  14.   : e& j% V5 J3 [. r
  15.   return data;0 \# j, n' D8 v% b) S4 L% N% J
  16. }
复制代码
7 J7 H- ^; R. \- T, u6 v( P
4.此时我们需要验证下,在main函数里进行数据显示
  1. int main(void)2 W( s. k2 @/ U# A# d
  2. {
    ; i2 B8 f( {; O' Z& d/ D' ^) }' O
  3.   OLED_Init();
    + M! G. G6 T2 }; f& Y
  4.   DS18B20_Init();/ l$ d2 K. E& X& w9 g

  5. " b- c5 a, P8 F6 [& f
  6.   while (1)/ m) I8 l, u5 @1 z  d
  7.   {
      h$ [: Z' b" j' O/ {
  8.     OLED_ShowNum(2, 5, DS18B20_Starup(), 1);//用自己的方式验证,存在为0,否则为1
    : y  S8 z$ }# `0 f; R
  9.     }, D% z4 x9 H; z
  10. }
复制代码
; D  q% a) e9 q  I
如果显示0,在拔下传感器的数据线后显示为1,插入后为0.则以上代码和传感器没有问题" N- `: x! G) s: }
. r/ ^1 ~2 J( K. I
4 y9 V) C. m7 J( J' g
二、写数据和读数据9 e7 j  ?& d( U! C, m: d$ W2 C1 k
1.写时序函数

) c# V8 P2 T+ Z* QDS18B20对时序要求非常高,所以delay函数一定要精准
2 u4 f" F) E: A3 L& [+ G  Q# _' u' w* e& G
代码
  1. void DS18B20_Write_Byte(u8 data)  //写数据8 w! d9 m$ N; D; P
  2. {4 @7 Q: h5 V# y$ s9 l1 c
  3.   for(u8 i=0;i<8;i++)) j1 C  X7 h4 v; L) `
  4.   {: p- L6 R( ]( P) P
  5.     DS18B20_Output_Input(1);
    - C+ I' u# M, \1 B' x& W! W
  6.     DS18B20_LOW;
    2 `! w, L  e( j7 B
  7.     Delay_us(2);  //拉低2us进入书写时序
    2 F6 t8 G  l, S/ e
  8.     (data&0x01) ? DS18B20_HIGH:DS18B20_LOW;//从低位往高位写移位7次后将是最高位
    + l4 |( \) s" Z- _4 r$ i
  9.     Delay_us(45);  //延时45us+ m# Y5 y4 N1 j. o) ]% {: S
  10.     DS18B20_HIGH;  //释放总线
    0 B8 U9 f7 X5 R/ p8 W& d+ e: `
  11.    
    & ]: N% D, B( k8 F) E& i/ U1 r+ A" b
  12.     data >>=1;    ! r0 x$ F9 ?; ]& ], B
  13.   }
    3 U5 X$ \, b3 |0 V" w) K/ [/ J5 `% `
  14. }
复制代码

+ Y' W+ h0 r8 O0 W- u% z 微信图片_20240615195056.png 2 t# s* d! @& h

9 r3 q0 d; q8 X9 F9 i' ]8 P$ ~! z" g2.读函数
1 [" U0 h' t* J8 l0 P1 C
( u9 @5 C+ ^, E  {, |6 r% i4 o

9 W2 {4 d1 g8 `8 V+ X- y. U代码:
$ A! ^& |8 B% `4 f$ x) q& Q% m9 l
  1. u8  DS18B20_Read_Byte(void)  //读程序' p5 }) O$ w. J& i8 p, P0 B" q
  2. {
    * a! M7 x: k' Q. o/ l  W
  3.   u8 data=0;
    # [3 Q1 v# V3 _7 y
  4.   for(u8 i=0;i<8;i++)
    $ k) y* @7 i8 s7 P
  5.   {0 K; R8 u, v6 J$ O4 g4 N8 ]7 V' Q/ Q
  6.     data >>=1;: E- n( q$ J9 t: _+ {
  7.     DS18B20_Output_Input(1);  //写时序,拉低2us后释放
    1 _8 m/ H+ _# ^4 E+ O4 I  b3 D
  8.     DS18B20_LOW;
    3 T, b0 Z7 r5 }6 L& ^
  9.     Delay_us(2);  //拉低2us进入读时序7 A$ o  h: h, p$ m2 `3 z- p  x( E
  10.     DS18B20_HIGH;- j4 Y- v; y( D. v; F
  11.    
    4 D( Y7 Y4 H7 L! P9 z  o9 b8 z
  12.     DS18B20_Output_Input(0);    //进入读时序
    * C, R1 H9 I0 e, I7 e
  13.     if((GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_PROT,DS18B20)) == SET)/ @4 a2 C' Z3 e7 R
  14.     {   $ n5 ]) u" q% C
  15.       data |= 0x80;( N+ G) ?& |* c9 {8 z* `: [7 y
  16.     }/ n* i: N4 c$ E
  17.     Delay_us(45);7 ?" @( g- U' Q6 |) j5 \
  18.   }
    " A8 Z$ P' e7 N
  19.   return data;- R0 G  r6 v0 h2 @/ f% D
  20. }
复制代码
4 ~& I2 l1 W+ u7 D" O4 I6 A% N
三 、读取温度
0 @: Z: Z2 b; t& x% l" J逻辑:1.初始化, H8 R0 Q5 s' N/ F9 e4 p- p
跳过匹配命令(0XCC)0 I2 V0 C# Y$ c- |$ [
温度转换命令(0X44)1 A3 `$ a5 ^7 Y3 I& G
delay750ms        //注意时间单位毫秒8 y5 A" n/ x) k
初始化
2 I  p) f0 e- ^* O4 t2 Q1 C. ^跳过匹配命令(0XCC)( @7 S9 u+ A' K
温度读取命令(0XBE)& N/ u& ^6 {; _5 y
先读取的低8位8 q: J8 o' J, L+ d1 R! o
再读取的高8位
; B& R1 \# S, G5 W数据转换,二进制转换成10进制# X% I' P0 p% Z% r3 j
+ o' H- @, z: r4 {4 [+ M; m0 o
代码:最后的代码*10,为方便显示小数
  1. void DS18B20_Read_Temp(u16 *data)
    ; B& ^; o% P' ?0 E( Z- Z
  2. {
    - ^' T( O2 A6 n8 |
  3.   u8 LSB=0,HSB=0;u16 Temp=0;  //LSB 低位的8位数据9 g4 o7 }7 H/ V, Z+ t* ^
  4.   
    ) k8 h( K' ?* H2 |
  5.   DS18B20_Starup();
    , N5 f$ R( q  m
  6.   DS18B20_Write_Byte(0xCC);  //跳过匹配步骤
    / n) o; z4 m5 a: N
  7.   DS18B20_Write_Byte(0x44);  //温度转换,12位时间为750ms,注意时间单位
    8 _$ l4 J! x$ R& |
  8.   Delay_ms(750);- i/ y5 k! x* v, D
  9.   DS18B20_Starup();3 B2 m% w$ ~1 g, r! V7 Q
  10.   DS18B20_Write_Byte(0xCC);  ; h8 C$ C0 w  U% w5 X0 y6 B# U5 H
  11.   DS18B20_Write_Byte(0xBE);  //进行数据读写7 [. S/ |* H# E" o* O( R# S
  12.   . a5 O$ c4 ~* d0 V: _8 [9 j8 m
  13.   LSB = DS18B20_Read_Byte();  //先读取的低8位
    . K" S$ l: G0 q0 t7 H
  14.   HSB = DS18B20_Read_Byte();  //再读取的高8位! X) {; k2 F: s' F+ S6 Z/ {

  15. % X) q+ G, O$ z8 f% c9 h
  16.   Temp = (HSB<<8) | LSB;/ }: ]+ G/ R9 ^  q- }1 c
  17.   # H6 n- I4 j8 ?: c6 s
  18.   if((Temp&0xF800)==0xF800)  //S=1为真否则位0( A4 ~  @5 W5 z
  19.   {
    8 Z9 h+ {$ @% H. s8 W+ i$ X
  20.     *data = (((~Temp + 0x01)*-0.0625))*10;//为负温度% V+ X+ {4 ~; s8 Q  t
  21.   
    . u% E3 @' F! U7 `
  22.   }6 @$ `/ O/ u$ y' D/ s3 Z
  23.   else
    - Z2 }" }  {4 \5 o
  24.   {6 G+ f$ e! a( Y: |0 E6 Y
  25.     *data = (Temp*0.0625)*10;    //正温度
    6 m: J5 K3 U1 ~& h+ Q/ B
  26.   }  ! d( G8 {: h% K8 U8 ^# g: f1 L
  27. }
复制代码
$ n' {8 u+ Y: G" J8 C$ y
四 ,显示数据3 h( z- n2 D7 S' S2 @! M' ^# v
在main里进行显示,需要取地址操作2 ~. k4 Z$ m$ ?2 T. V2 E* {8 T

3 B# F% ^" `; |0 `! H代码:
  1. u16 Temp=0;  //u16 类型值2 C9 t/ u( i- h. E' w/ J
  2. ' ]9 O5 M, u. z7 e
  3. int main(void)) Q# Z  b: T; M$ ?+ C" P6 V
  4. {  
    / h) C. @9 ^3 Y- F  E. f
  5.   OLED_Init();
    0 m+ O0 O% w& Y) J5 g) \) [# X: G
  6.   DS18B20_Init();
    " x, p6 O" G. h

  7. 3 l3 ]4 a, D5 V, Y
  8.   while (1)0 D" ^! o) D& T/ {( J& L
  9.   {- H3 V% J/ m$ h! S5 ~) ~
  10.     DS18B20_Read_Temp(&Temp);  //取值
    2 [3 t5 d+ |; \$ }
  11.     OLED_ShowSignedNum(2, 1, (Temp/10), 2);  //整数位
    . }3 T8 N9 Y' k
  12.     OLED_ShowString(2, 4, ".");
    5 P+ ?7 ~7 U; m1 M. u4 B
  13.     OLED_ShowNum(2, 5, (Temp%10), 1);//小数位一位% i; j- D/ ~  V
  14.     }1 T0 X# O3 S" Z/ Q% l% M  K
  15. }
复制代码

3 r8 B" V8 N8 H6 z" _! E4 V$ F  a  r" X4 w0 D6 O1 [
转载自:钜锋智联( G; |# R0 ]1 X, S  Z$ N
如有侵权请联系删除* ], d+ Q( ?/ j, x

/ I$ _! b! z0 _# @$ A5 m- |
4 o0 B( D* H2 v6 n% @
1 C0 s) b. Y* D1 |
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