STM32F4_DS18B20红外温度传感器

最新推荐文章于 2025-10-12 18:45:46 发布

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#stm32 #单片机 #嵌入式硬件

本文详细介绍了STM32F4如何通过单总线协议与DS18B20温度传感器进行通信，包括初始化、时序结构、操作流程、数据帧格式以及温度存储和转换方法。还提供了硬件分析和实验程序解析，展示如何读取并显示温度数据。

前言

STM32F4内部集成了温度传感器。在之前的学习中，我们已经学习了使用AD进行温度采集，但是因为芯片温升较大，与实际的温度差别较大。所以本次我们学习使用STM32来读取开发板外部的温度传感器的温度。开发板外部的温度传感器是DS18B20，该传感器和MCU实现通讯使用的是单总线协议。

1. 单总线时序结构

初始化：

主机将总线拉低至少480us，然后释放总线，4.7K的上拉电阻将单总线拉高，等待15~60us后，存在的从机会拉低总线60~240us产生低电平以响应主机，之后从机将释放总线。

发送一位：

主机将总线拉低60~120us，然后释放总线，表示发送0；主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，表示发送1。

从机将在总线拉低30us后(典型值)读取电平，整个时间片应大于60us。

发送一个字节：

连续调用8次发送一位的时序，依次发送一个字节的8位（低位在前）

接收一位：

主机将总线拉低1~15us，然后释放总线，并且在拉低后15us内读取总线电平（尽量贴近15us的末尾），读取为低电平则为接收0，读取为高电平则为接收1，整个时间片应大于60us。

接收一个字节：

连续调用8次接收一位的时序，依次接收一个字节的8位（低位在前）

正点原子官方提供的单总线时序：

1. 复位脉冲和应答脉冲

        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 480 us，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 15～60 us，并进入接收模式(Rx)。接着 DS18B20 拉低总线 60~240 us，以产生低电平应答脉冲。

若为低电平，再延时 480 us。

2. 写时序

        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 2 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

        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。