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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6 r  k) J" i5 n: y7 c! j3 c1 ?% x% }
1.逻辑
" P# C' ~& C1 m* q$ x0 d' L7 W1.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)6 F5 T$ e- B: `4 v
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
* G# `' A9 D* s+ j: ]/ j( v' o; s6 G& n3.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。
. c* B: x7 \. [9 g7 B) V- x( N4.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; j' F" h. d; `5 _1 e" F% r0 H$ i
& K4 ^2 G  Y3 |8 J! K  w' W  |  L
返回数值。
. c; \7 s! f; w: `+ h- c8 \/ r+ x  U- ]: y5 I8 Z
微信图片_20240615195059.png + `( [. W1 U9 x9 E
代码:* Z$ k2 v7 A, R7 S, ?
& H6 y5 r. g! Y1 D% g% \0 V  X+ n
1.初始化代码
  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header7 Y, i3 d' }; [( |% P# b7 c; e
  2. #include "main.h"    //这里面没什么(除了delay函数)
    ! e: t+ Q2 k* G; [# [( A

  3. + ~  c( {5 w! s* ~; c
  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
      |5 H* j6 F3 r4 v3 m( Z; d
  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# {  r  v7 ~! V
  6. #define DS18B20_LOW GPIO_ResetBits(DS18B20_PROT,DS18B20). }- D5 J5 B( M+ D; w$ `
  7. #define DS18B20_HIGH GPIO_SetBits(DS18B20_PROT,DS18B20)
    & B7 o* {& c6 C; B( H/ v

  8. $ ~+ O  R% ]) V/ t: i- [: ^
  9. void DS18B20_Init(void)  //初始化函数
    : K) j, i1 Q5 T
  10. {' s5 X( z' p6 A9 n. c+ Z1 o& ^
  11.   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);    //开启对应通道时钟
    - V" c1 y, p3 M' b! P; y* b
  12.   
    ; g0 _5 `5 |: p  n3 e4 x5 }+ B0 F
  13.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    ( C7 y9 g2 |* c4 X
  14.   GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;2 J% N3 W9 A; h: }. ~
  15.   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DS18B20;
    1 z: S% s" f0 \4 }; r
  16.   GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;0 X/ H' Q; h, E
  17.   GPIO_Init(DS18B20_PROT,&GPIO_InitStruct);! Y7 w1 Y0 g' B9 T' v0 n, [$ ?0 b
  18. }
复制代码
7 H3 G0 B# g; m4 }
2.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' P% L- w3 b8 q9 C
  2. {3 w% Z, r; n. n
  3.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    : o: W' U. ^2 U# @6 p
  4.   
    ; i" I" n; e; j8 \7 o  M
  5.   if(cmd)  //为1 是输出模式" \( H2 i$ X% k1 T3 w% m) R  x; L
  6.   {2 E0 y% ~, N+ G' e5 F0 G
  7.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;- c- @9 y8 Q+ I6 Q# P
  8.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DS18B20;
    3 u6 A# a6 Y+ J: a4 w8 Z# m
  9.     GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    : ]! Z+ K# e, F0 p- W
  10.     8 W& f' x, e& {, d. N& ^+ p9 S
  11.   }2 `! h# J) H$ l7 |7 ]3 U% i# p
  12.   else  //为0,输入模式
    % U. s$ k5 r1 `3 F
  13.   {8 Z3 X9 ]" S, C# X
  14.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    2 I6 q" F, X( c! V0 X
  15.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = DS18B20;
    " l( a3 a; H2 w; P4 c: O
  16.     GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    & o4 n* X7 b$ @' f5 K1 Y8 c3 K
  17. 9 b2 n: j' [& H+ }* u
  18.   }
    1 o2 C% ^7 z5 @0 B8 e* K- @% |5 I
  19.   GPIO_Init(DS18B20_PROT,&GPIO_InitStruct);  Z8 q( Q2 k8 ]1 }+ U& G
  20. }
复制代码

) M7 S- [  c6 _. H" J; i3. 初始化代码
2 C; ]9 R/ t) r
  1. u8 DS18B20_Starup(void)  //判断DS18B20 是否存在的一个函数
      w+ M( h: j3 n8 t
  2. {
    * h3 j$ o  ]/ W" D/ R
  3.   u8 data;# f  b7 m6 a4 Z8 W6 n4 P: w( x
  4.   
    7 @" q, |. c  L" t
  5.   DS18B20_Output_Input(1);  //为输出模式6 I2 E" E5 v4 q# X4 I) E$ l
  6.   DS18B20_LOW;        //拉低电平
    $ O& z1 u3 Q% J3 g
  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3 [/ y  O- \$ J" Q
  8.   DS18B20_HIGH;    //拉高电平,也是 释放总线- F! P' p3 w/ y6 C1 S! v
  9.   Delay_us(100);" e- E1 l1 C* e
  10.   # ~6 {# U% d( q6 O3 s
  11.   DS18B20_Output_Input(0);  //为输入模式
    & `. V8 k( c' O* p) C# t  M, {( P& e
  12.   data = GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_PROT,DS18B20);  //根据时序存在返回0,不存在是1
    + g5 N' E5 E4 R
  13.   Delay_us(380);% h  I# l/ N0 m& g, j( y! v* N
  14.   
    " z4 V% k' z  B: h- e. i, F% n! e
  15.   return data;
    6 Y" Z0 W7 O  i, y
  16. }
复制代码
* u9 h7 n+ p! T+ G' g+ x, U
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)3 `* J3 G$ G- K/ x' B! Q4 {5 W
  2. {
    ( S* p+ `5 ?+ a/ D) X. q
  3.   OLED_Init();
      E0 C6 n" {& I& w" W
  4.   DS18B20_Init();  |5 i( N7 U9 ^

  5. - t& N! o  p/ H8 J
  6.   while (1)
    $ U+ R, [3 n5 n
  7.   {
      A( f3 a$ b1 a; ], W
  8.     OLED_ShowNum(2, 5, DS18B20_Starup(), 1);//用自己的方式验证,存在为0,否则为1$ ~( U* B9 b* w( v- A
  9.     }
      g& |% B$ l; N; f
  10. }
复制代码
  t  S  H+ I" |7 s8 Q% I& B" z
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
3 Z  P+ d& {" k& j. k( f$ Y0 d. C1 l: V: c8 C
, }7 U  r4 `; F- K! U. p5 c" k
二、写数据和读数据
' Q9 i, y: Z1 E- G1.写时序函数
8 ]7 n9 T: i* v" l4 O" Z, b! A8 Y8 e: t
DS18B20对时序要求非常高,所以delay函数一定要精准4 [( S2 z: Q# X2 ~. Q8 A

: a1 B* y7 ]0 u
代码
  1. void DS18B20_Write_Byte(u8 data)  //写数据
    / s& z; B- [" U" W& N3 t
  2. {
    1 e3 n% q' e8 ?0 a( F' I7 b
  3.   for(u8 i=0;i<8;i++)
    + @9 [. U& p+ y% A0 j  v, S. l2 Q
  4.   {  l( n2 ^; ^2 q$ ]& M& _: k9 }
  5.     DS18B20_Output_Input(1);+ x9 S/ E0 f2 V: G8 g" D; |
  6.     DS18B20_LOW;# R4 J% Q3 D  K* m
  7.     Delay_us(2);  //拉低2us进入书写时序) C# a' w; y- T; P* c: k* y6 B! `/ M
  8.     (data&0x01) ? DS18B20_HIGH:DS18B20_LOW;//从低位往高位写移位7次后将是最高位
    . ]7 D% l. ]# `2 W+ |7 ~1 k
  9.     Delay_us(45);  //延时45us+ L6 ?) I9 q6 D2 g9 y
  10.     DS18B20_HIGH;  //释放总线  M& Y0 l, q, K
  11.    
    - K9 H, Y7 |, R  T) {5 @3 |
  12.     data >>=1;    - P& m3 a- V  f  z' o7 W) c
  13.   }
    % a, v2 Z1 T+ z
  14. }
复制代码
  v: u- ^$ l1 W/ V. c# }
微信图片_20240615195056.png
2 P/ ]9 V2 B2 G5 I4 ^# S9 [
9 y9 Y" ]3 w9 @5 P; G! m
2.读函数
; P$ I; g% ~% j& }5 B5 o, c3 S
( w( y/ b- p) @" B
0 X# ^2 k7 ~9 y
代码:4 F7 l, t0 ~7 _' h
  1. u8  DS18B20_Read_Byte(void)  //读程序
    % r1 \0 K7 a. k$ q; b8 S& v
  2. {! t! e, C. ^% _' Q8 a8 `
  3.   u8 data=0;
    : f8 m$ |# N( k' ]- e9 ~' m8 z7 w
  4.   for(u8 i=0;i<8;i++)0 L$ b8 c% W! t7 ~
  5.   {
    $ p) t, O$ e+ w, ?2 X- e4 A
  6.     data >>=1;
    7 m2 m/ ~3 d% b- L6 L
  7.     DS18B20_Output_Input(1);  //写时序,拉低2us后释放
    : I8 m0 y* @/ [
  8.     DS18B20_LOW;
    / y1 s& `+ l; }1 @
  9.     Delay_us(2);  //拉低2us进入读时序
    ! x7 o2 r9 Y6 S5 ]* u+ x- d1 B
  10.     DS18B20_HIGH;  ]2 ]( Y0 N+ q, h
  11.    
    3 ?+ B' B5 ^1 R7 v) U6 |
  12.     DS18B20_Output_Input(0);    //进入读时序
    7 @: h; u1 ]' a4 W& M
  13.     if((GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_PROT,DS18B20)) == SET)
    % v' p: v7 K; x4 ]
  14.     {   
    ; W0 D$ e/ ^; m( X. y  N
  15.       data |= 0x80;
    2 _  _) _2 V$ f4 q0 V0 o0 i8 l1 f
  16.     }
    4 w1 q$ R: Z- m. [
  17.     Delay_us(45);
    1 L6 v, a2 Y+ Y' h" B
  18.   }* y4 p0 f0 o9 |
  19.   return data;
    - r/ _* `" L7 x: B% j/ t8 J
  20. }
复制代码
2 [8 [" @4 y% E: P( t2 D1 A- r
三 、读取温度4 F0 z# n9 x& h7 S; a9 z
逻辑:1.初始化1 X/ y9 `# f, z  g( B! e5 C# k
跳过匹配命令(0XCC)8 q& N9 @1 o+ V3 C- x
温度转换命令(0X44)
+ c' N0 ?8 L5 r, c. y  n" x" `delay750ms        //注意时间单位毫秒
6 G% R* Y2 j) I: ?0 h3 ?初始化; a1 z$ y1 y/ _. I, E
跳过匹配命令(0XCC)- [* Y; z, ?; k3 g0 q
温度读取命令(0XBE)
2 L8 t( ~" j# X& s# A- h先读取的低8位
( m0 c, g/ C* Z# [# T1 F再读取的高8位5 P  W& Z! b3 Q; U& k
数据转换,二进制转换成10进制3 c, L( L; n$ ?: s  B4 B' ~" V: E
- r& H, p( M3 ^& V1 j: u2 i
代码:最后的代码*10,为方便显示小数
  1. void DS18B20_Read_Temp(u16 *data)% y. B+ j% V+ r6 Q. v
  2. {  C0 p6 [/ Q4 y7 s+ R
  3.   u8 LSB=0,HSB=0;u16 Temp=0;  //LSB 低位的8位数据3 e2 l. @$ K& s$ S
  4.   
    2 g  {; S& a2 B( ]9 k7 u) k
  5.   DS18B20_Starup();
    + X, Q0 l/ S1 ]
  6.   DS18B20_Write_Byte(0xCC);  //跳过匹配步骤
    ) P2 L7 O/ h" O9 R9 ?! [
  7.   DS18B20_Write_Byte(0x44);  //温度转换,12位时间为750ms,注意时间单位
    $ C$ Z! v$ f* W5 F
  8.   Delay_ms(750);
    # d- n# T1 `) D- L* k: a9 G
  9.   DS18B20_Starup();3 `4 _2 I$ Z/ [
  10.   DS18B20_Write_Byte(0xCC);  : B9 Q4 D; L" Y+ o: U8 G
  11.   DS18B20_Write_Byte(0xBE);  //进行数据读写
    / T" d9 i4 b( ?* u9 q/ e8 J
  12.   
    - h/ x! D% r7 {) T
  13.   LSB = DS18B20_Read_Byte();  //先读取的低8位
    . z4 x/ p$ q0 P0 s% z' Y
  14.   HSB = DS18B20_Read_Byte();  //再读取的高8位7 S2 \8 }2 a& H: ^* h- k. W4 w+ O
  15. ' D% S8 c. x6 ?9 S# l1 O" J" d
  16.   Temp = (HSB<<8) | LSB;
    ) e/ {; y& ]% t0 O9 d3 p7 r
  17.   
    * h& G" ]9 b9 B- n# k  m
  18.   if((Temp&0xF800)==0xF800)  //S=1为真否则位04 l! a; p- H- h9 B3 b  Y3 q
  19.   {
    / e! `; C2 H+ s, F" G( y. K- Q
  20.     *data = (((~Temp + 0x01)*-0.0625))*10;//为负温度
    * E- W5 c. u) b- R1 ?6 \
  21.   
    # A3 j2 v! H' y5 Z* Q- T2 b+ e
  22.   }% [' X  W9 H! r9 w
  23.   else
    ; E3 G" ?% C- L4 M! e
  24.   {
    ; Z( K9 K' X1 ?# }8 a% Y) X
  25.     *data = (Temp*0.0625)*10;    //正温度& }; d7 \  H& B4 \0 Z7 W& `5 s/ O
  26.   }  
    ( [( Z, O' O0 u& T" R
  27. }
复制代码
( D( \; h4 z- n& a
四 ,显示数据
2 I9 d; m% d1 v, M% h+ O2 v! \6 D0 s在main里进行显示,需要取地址操作  O$ I$ E! T# v% n

0 D4 H$ [1 X. M( h5 ?6 S. p代码:
  1. u16 Temp=0;  //u16 类型值
      e& e' E3 G% E# |- z0 Z- @+ i+ h

  2. 1 @: {! {" a4 O) O! u! ~/ a3 @
  3. int main(void)8 e. w- \& w. \/ s* ~; B
  4. {  * c+ `! G, \* o1 s- `; C; J$ y; K% f: k# c
  5.   OLED_Init();
    " p! f6 s; s' h0 v% [, J
  6.   DS18B20_Init();0 y; \5 b0 j  i+ e! w

  7. # J4 M4 r. H0 L5 X7 p/ |
  8.   while (1)
    3 g, T1 x; R9 ^4 ?+ f' U) m# Y. B
  9.   {" Z  [. ^. H/ e: \
  10.     DS18B20_Read_Temp(&Temp);  //取值+ f5 y! x# D" u7 R5 m, ~- y5 C4 A
  11.     OLED_ShowSignedNum(2, 1, (Temp/10), 2);  //整数位
    3 Y, t* G$ i( ^$ b* p& S
  12.     OLED_ShowString(2, 4, ".");
    3 l( E7 x  U, s: R9 J8 ?
  13.     OLED_ShowNum(2, 5, (Temp%10), 1);//小数位一位8 D2 j. b! j" i2 Z
  14.     }
    ( |* z1 J6 O9 l, ?1 e" B, R4 {
  15. }
复制代码

) d5 x" F( f9 O* {) `
3 N; [8 _  }6 _转载自:钜锋智联) f0 y+ Q7 B9 D3 J+ t! `2 [9 c* X
如有侵权请联系删除0 q: X# [% [; B

+ u3 x8 t0 u- r' B
" K  a3 D( x) E  ]+ H3 W$ h0 V8 }; b( J3 }
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