012【GD32F470】 DS18B20温度传感器模块移植

最新推荐文章于 2024-10-08 22:06:48 发布
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分类专栏： GD32F470模块移植手册 文章标签： stm32 嵌入式硬件 单片机
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/SEAGULL07/article/details/139639999
版权

DS18B20温度传感器

DS18B20数字温度传感器提供9位至12位精度的温度测量，并具有非易失性用户可编程上下触发点报警功能。DS18B20通过单总线通信，根据定义，只需要一条数据线(和地线)即可与单片机通信。此外，DS18B20可以直接从数据线获得电源(“寄生电源”)，消除了每个DS18B20都有一个唯一的64位串行代码，这允许多个DS18B20在同一条总线上工作。因此，使用一个微处理器来实现是很简单的。
控制分布在大面积上的许多ds18b20。可以从此功能中受益的应用包括HVAC环境控制，建筑物，设备或机械内部的温度监测系统以及过程监测和控制系统。

2.14.1 模块来源

采购链接：
DS18B20 测温模块 温度传感器模块 DS18B20开发板
资料下载链接:

【完整代码资料见：https://link3.cc/sgzy，输入本文标题，在优快云博客文章源码资料搜索】

2.14.2 规格参数

工作电压：3-5.5V
工作电流：750nA~1.5mA
测量分辨率：9位到12位可编程分辨率
温度量程: -55 ~ +125 ℃
测量精度：±0.5 ℃
通信协议：单总线
管脚数量：3 Pin（2.54mm间距排针）
工作电流：750nA~1.5mA
测量分辨率：9位到12位可编程分辨率
温度量程: -55 ~ +125 ℃
测量精度：±0.5 ℃
通信协议：单总线
管脚数量：3 Pin（2.54mm间距排针）

2.14.3 移植过程

我们的目标是在梁山派GD32F470上能够实现读取温度的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。

2.14.3.1 查看资料

时序说明
初始化：

  1. 将总线拉低，保存低电平至少480us。
  2. 转为输入模式，总线被上拉电阻拉高大约15~60us。
  3. 如果初始化成功则会产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”，持续时间大约60~240us。
  4. DS18B20释放总线，将总线拉高。
    在这里插入图片描述
    读时序：
  5. 将数据线拉低至少1us。
  6. 将数据线转为输入模式，DS18B20开始采集数据，大约15us。
  7. 18B20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。
    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1us的恢复时间。

在这里插入图片描述

写时序：

  1. 数据线先置低电平“0”，延时15us。
  2. 按从低位到高位的顺序发送数据(一次只发送一位)。
  3. 延时60us。
  4. 拉高数据线“1”。
  5. 穿越火线1~4步骤，直到发送完整的字节。
  6. 拉高数据线，释放总线。
    在这里插入图片描述

寄存器说明

0XCC

主机可以使用此命令同时对总线上的所有设备进行寻址，而无需发送其他的任何地址。 DS18B20通过发出0XCC命令，然后是温度转换命令[44h]来执行同步温度转换。注意，只有在总线上有一个从设备时，Read Scratchpad [BEh]命令才能跟随Skip ROM命令。在这种情况下，通过允许主服务器从从服务器读取而不发送设备的64位ROM代码可以节省时间。如果总线上有多个从设备，那么Skip ROM命令后跟Read Scratchpad命令将导致数据冲突，因为多个设备将尝试传输数据同时进行。

0X44

该命令为启动单次温度转换。转换后，产生的温度数据存储在地址为【BEh】的2字节温度寄存器中。

0XBE

该命令允许主机读取温度寄存器上的内容。数据传输从低位开始，直到读取第9个字节(bit8=CRC)。如果只需要温度数据，主机可以在任何时候发出复位以终止读取。

温度换算

温度传感器的分辨率我们可配置为9、10、11或12位，分别对应于0.5°C、0.25°C、 0.125°C和0.0625°C的增量。开机时的默认分辨率是12位。我们不进行修改，因为分辨率越高就越精准。
在这里插入图片描述

例如数据手册中的示例，如当前当前的温度是+25.0625℃，寄存器读出的高8位数据为0000 0001，低8位数据为1001 0001。将其整合得到16位数据：0000 0001 1001 0001。再转换为10进制数据为401。将读取到的数据乘以分辨率即可得到实际温度。

401 * 0.0625 = 25.0625℃

2.14.3.2 引脚选择

该模块有3个引脚，具体引脚连接见 表2.14.3.2 各引脚连接。

DS18B20立创·梁山派
VCC5V
DQPB0
GNDGND

在这里插入图片描述

2.14.3.3 移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与上一节相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_ds18b20.c与bsp_ds18b20.h。见2.2.3.3 移植至工程。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。
在文件bsp_ds18b20.c中，编写如下代码。

/********************************************************************************
  * 文 件 名: bsp_ds18b20.c
  * 版 本 号: 初版
  * 修改作者: LC
  * 修改日期: 2023年04月23日
  * 功能介绍:          
  ******************************************************************************
  * 注意事项:
*********************************************************************************/

#include "bsp_ds18b20.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"
#include "systick.h"


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：bsp_ds18b20_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：MLX90614的引脚初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：1未检测到器件   0检测到器件
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
char DS18B20_GPIO_Init(void)
{
    unsigned char ret = 255;
    /* 使能时钟 */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_DQ);
        /* 配置DQ为输出模式 */
        gpio_mode_set(PORT_DQ,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_DQ);
        /* 配置为推挽输出 50MHZ */
        gpio_output_options_set(PORT_DQ,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_DQ);

    ret = DS18B20_Check();//检测器件是否存在
    return ret;
}

      

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：DS18B20_Read_Byte
 * 函 数 说 明：从DS18B20读取一个字节
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：读取到的字节数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
uint8_t DS18B20_Read_Byte(void)    
{        
        uint8_t i=0,dat=0;

        for (i=0;i<8;i++) 
        {
        DQ_OUT();//设置为输入模式
        DQ(0); //拉低
        delay_us(2);
        DQ(1); //释放总线
        DQ_IN();//设置为输入模式
        delay_us(12);
        dat>>=1;
        if( DQ_GET() )
        {
            dat=dat|0x80;
        }
        delay_us(50);  
     }                                                    
        return dat;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：DS18B20_Write_Byte
 * 函 数 说 明：写一个字节到DS18B20
 * 函 数 形 参：dat：要写入的字节
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat)     
{             
        uint8_t i;
        uint8_t testb;
        DQ_OUT();//设置输出模式
        for (i=0;i<8;i++) 
        {
                if ( (dat&0x01) ) //写1
                {
                        DQ(0);
                        delay_us(2);                            
                        DQ(1);
                        delay_us(60);             
                }
                else //写0
                {
                        DQ(0);//拉低60us
                        delay_us(60);             
                        DQ(1);//释放总线
                        delay_us(2);                          
                }
        dat=dat>>1;//传输下一位
        }
}


 
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：DS18B20_Check
 * 函 数 说 明：检测DS18B20是否存在
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：1:未检测到DS18B20的存在  0:存在
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
uint8_t DS18B20_Check(void)            
{   
        uint8_t timeout=0;
    //复位DS18B20
        DQ_OUT(); //设置为输出模式
        DQ(0); //拉低DQ
        delay_us(750); //拉低750us
        DQ(1); //拉高DQ 
        delay_us(15);  //15us  
    
    //设置为输入模式 
        DQ_IN();
    //等待拉低，拉低说明有应答
        while ( DQ_GET() &&timeout<200)
        {
                timeout++;//超时判断
                delay_us(1);
        };
        //设备未应答
        if(timeout>=200)
                return 1;
        else 
                timeout=0;
    
        //等待18B20释放总线
        while ( !DQ_GET() &&timeout<240)
        {
                timeout++;//超时判断
                delay_us(1);
        };
    //释放总线失败
        if(timeout>=240)
                return 1;         
        
        return 0;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：DS18B20_Start
 * 函 数 说 明：DS18B20开始温度转换
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void DS18B20_Start(void)
{                                                                  
        DS18B20_Check();                //查询是否有设备应答
        DS18B20_Write_Byte(0xcc);   //对总线上所有设备进行寻址
        DS18B20_Write_Byte(0x44);   //启动温度转换
} 

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：DS18B20_GetTemperture
 * 函 数 说 明：从ds18b20得到温度值
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：温度数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
float DS18B20_GetTemperture(void)
{
        uint16_t temp;
        uint8_t dataL=0,dataH=0;
        float value;
        
        DS18B20_Start();                
        DS18B20_Check();         
        DS18B20_Write_Byte(0xcc);//对总线上所有设备进行寻址
        DS18B20_Write_Byte(0xbe);// 读取数据命令 
        dataL=DS18B20_Read_Byte(); //LSB   
        dataH=DS18B20_Read_Byte(); //MSB   
        temp=(dataH<<8)+dataL;//整合数据
        
    
        if(dataH&0X80)//高位为1，说明是负温度
        {
                temp=(~temp)+1;
                value=temp*(-0.0625);
        }
        else
        {
                value=temp*0.0625;        
        }
        return value;    
}

在文件bsp_ds18b20.h中，编写如下代码。

#ifndef _BSP_DS18B20_H_
#define _BSP_DS18B20_H_

#include "gd32f4xx.h"


//端口移植
#define RCU_DQ  RCU_GPIOB
#define PORT_DQ GPIOB
#define GPIO_DQ GPIO_PIN_8


//设置DQ输出模式
#define DQ_OUT()        gpio_mode_set(PORT_DQ,GPIO_MODE_OUTPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_DQ)
//设置DQ输入模式
#define DQ_IN()            gpio_mode_set(PORT_DQ,GPIO_MODE_INPUT,GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_DQ)
//获取DQ引脚的电平变化
#define DQ_GET()        gpio_input_bit_get(PORT_DQ,GPIO_DQ)
//DQ输出
#define DQ(x)       gpio_bit_write(PORT_DQ,GPIO_DQ, (x?SET:RESET))

void DS18B20_Reset(void);
uint8_t DS18B20_Check(void);
char DS18B20_GPIO_Init(void);
void DS18B20_Start(void);
float DS18B20_GetTemperture(void);
#endif

2.14.4 移植验证
在自己工程中的main主函数中，编写如下。

【完整代码资料见：https://link3.cc/sgzy，输入本文标题，在优快云博客文章源码资料搜索】

移植现象：输出当前检测到的温度。
在这里插入图片描述
移植成功示例:
【完整代码资料见：https://link3.cc/sgzy，输入本文标题，在优快云博客文章源码资料搜索】

DS18B20温度传感器代码（stm32）
qq_75260839的博客
01-14 3023
使用的是DS18B20温度传感器模块，三根线直接连接到最小核心系统板，再加上显示屏就能读取显示温度了。本人亲测并使用的代码，完美运行，代码逻辑很简单，看懂不难。需要注意的还是数据格式的问题，在显示的时候要对数据进行处理，oled显示就自己按需求配置一下。若还需要在别处用到读取到的温度参数，同样的要进行数据处理后再传参等。简单的就是Temp/10.0。以下为运行代码，可自己更改一下引脚配置，在这我的DQ线连接的PB14口。尤其需要注意最后的数据读取格式，本人出错就在这（读取到的全是0）。
GD32F470_光敏电阻光照传感器模块移植手册
SEAGULL07的博客
06-27 1070
具体原理是，393的3号引脚电压与2号引脚进行电压比较。随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。移植步骤中的导入.c和.h文件与上一节相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_illume.c与bsp_illume.h。这个模块采用的光敏电阻的型号是5516，对应下图，可以知道在光亮时的阻值在8到20KΩ左右，在光暗时的阻值在1MΩ左右。在自己工程中的main主函数中，编写如下。
关于在 GD32系列单片机上 调通 DHT11 温度问题的纪录
teleger的博客
12-31 959
A1、 GD32 + Ds 18B20 https://blog.youkuaiyun.com/qq_39933916/article/details/115251458 A2. 温湿度模块DHT22 https://blog.youkuaiyun.com/k1ang/article/details/98789397 onewire(单总线)抽象 https://blog.youkuaiyun.com/qq_20553613/article/details/81152511 SYSTICK实现简单的延时 http://bbs.e..
012【GD32F470】 DS18B20温度传感器模块移植教程（有完整工程代码）
SEAGULL07的博客
06-05 1124
此外，DS18B20可以直接从数据线获得电源(“寄生电源”)，消除了每个DS18B20都有一个唯一的64位串行代码，这允许多个DS18B20在同一条总线上工作。例如数据手册中的示例，如当前当前的温度是+25.0625℃，寄存器读出的高8位数据为0000 0001，低8位数据为1001 0001。移植步骤中的导入.c和.h文件与上一节相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_ds18b20.c与bsp_ds18b20.h。转换后，产生的温度数据存储在地址为【BEh】的2字节温度寄存器中。
【GD32F427开发板试用】UART1读取ds18b20温度传感器
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02-06 769
本篇文章来自极术社区与兆易创新组织的GD32F427开发板评测活动，更多开发板试用活动请关注极术社区网站。作者：[Smile°]
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【GD32F310开发板试用】DS18B20数字温度传感器的读取
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首发极术社区。如对兆易创新GD32F310 MCU感兴趣，欢迎添加微信 aijishu2020 加入GD32技术讨论群。 有幸获得兆易创新的开发板GD32F310的试用机会，这次就用一个GPIO来读取数字温度传感器DS18B20，以“一线总线”数字方式输出，os用的rtthread nano。 首先移植rtthread nano，我使用的nano版本不是最新的，是3.1.3，建立工程架构以及添加头文件路径 修改一些配置，nvic_vector_table_set的定义和finsh所需要的串口的配置 .
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08-12 1081
数字温度传感器你会用了吗？会自己敲代码了吗？ 想知道它的操作时序和相关ROM指令吗？一起学习共同进步吧！
DS18B20温度传感源代码
一骑绝尘的专栏
08-28 1341
#include #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit DQ = P1^4;                    //ds18b20数据通信口 sbit SEGLE = P1^0;                //数码管段选锁存控制端口 sbit DIGLE = P1^1;
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