stm32---DS18b20

一个一线接口的温度传感器
DS18B20 发送所有的命令和数据都是字节的低位在前
每个器件都有自己的地址序列号
可以设置测量精度有四种，9---12位（0.5℃，0.25℃，0.125℃和 0.0625℃。），出场默认12位最高精度

image.png

高5位是0-->温度大于0， 高5位是1-->温度小于0
12位精度时，测量温度大于0，温度 = 测量数值 x 0.0625;
测量温度小于0， 温度 = (测量数值取反+1) x 0.0625

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初始化时序
复位 ： 引脚配置为输出模式。主机输出低电平 时间 480us ~ 960us，以产生复位脉冲后输出高电平线延时 15～60 us。
检查 ：引脚配置为接收模式。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，还要做延时，其延时的时间从外部上拉电阻将单总线拉高算起最少要 480 us

写1 ：主机输出低电平延时2us，然后输出高电平延时60us
写0 ：主机输出高电平延时60us，然后输出低电平延时2us

读时序：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。

DS18B20 的典型温度读取过程为：复位→发 SKIP ROM 命令（ 0XCC）→发开始 转换命令（ 0X44）→延时→复位→发送 SKIP ROM 命令（ 0XCC）→发读存储器 命令（ 0XBE）→连续读出两个字节数据(即温度)→结束。

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ds18b20.c

#include "ds18b20.h"
#include "SysTick.h"

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_IO_IN
* 函数功能         : DS18B20_IO输入配置    
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_IO_IN(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS18B20_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
    GPIO_Init(DS18B20_PORT,&GPIO_InitStructure);
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_IO_OUT
* 函数功能         : DS18B20_IO输出配置    
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_IO_OUT(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS18B20_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
    GPIO_Init(DS18B20_PORT,&GPIO_InitStructure);
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Reset
* 函数功能         : 复位DS18B20  
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_Reset(void)       
{                 
    DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT
    DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ
    delay_us(750);    //拉低750us
    DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1 
    delay_us(15);     //15US
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Check
* 函数功能         : 检测DS18B20是否存在
* 输    入         : 无
* 输    出         : 1:未检测到DS18B20的存在，0:存在
*******************************************************************************/
u8 DS18B20_Check(void)     
{   
    u8 retry=0;
    DS18B20_IO_IN();//SET PG11 INPUT     
    while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
    {
        retry++;
        delay_us(1);
    };
    if(retry>=200)return 1;
    else retry=0;
    while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
    {
        retry++;
        delay_us(1);
    };
    if(retry>=240)return 1;     
    return 0;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Read_Bit
* 函数功能         : 从DS18B20读取一个位
* 输    入         : 无
* 输    出         : 1/0
*******************************************************************************/
u8 DS18B20_Read_Bit(void)            // read one bit
{
    u8 data;
    DS18B20_IO_OUT();//SET PG11 OUTPUT
    DS18B20_DQ_OUT=0; 
    delay_us(2);
    DS18B20_DQ_OUT=1; 
    DS18B20_IO_IN();//SET PG11 INPUT
    delay_us(12);
    if(DS18B20_DQ_IN)data=1;
    else data=0;     
    delay_us(50);           
    return data;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Read_Byte
* 函数功能         : 从DS18B20读取一个字节
* 输    入         : 无
* 输    出         : 一个字节数据
*******************************************************************************/
u8 DS18B20_Read_Byte(void)    // read one byte
{        
    u8 i,j,dat;
    dat=0;
    for (i=1;i<=8;i++) 
    {
        j=DS18B20_Read_Bit();
        dat=(j<<7)|(dat>>1);
    }                           
    return dat;
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Write_Byte
* 函数功能         : 写一个字节到DS18B20
* 输    入         : dat：要写入的字节
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)     
{             
    u8 j;
    u8 testb;
    DS18B20_IO_OUT();//SET PG11 OUTPUT;
    for (j=1;j<=8;j++) 
    {
        testb=dat&0x01;
        dat=dat>>1;
        if (testb) 
        {
            DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1
            delay_us(2);                            
            DS18B20_DQ_OUT=1;
            delay_us(60);             
        }
        else 
        {
            DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0
            delay_us(60);             
            DS18B20_DQ_OUT=1;
            delay_us(2);                          
        }
    }
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Start
* 函数功能         : 开始温度转换
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert
{                                          
    DS18B20_Reset();       
    DS18B20_Check();     
    DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
    DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
} 

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Init
* 函数功能         : 初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
* 输    入         : 无
* 输    出         : 1:不存在，0:存在
*******************************************************************************/     
u8 DS18B20_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(DS18B20_PORT_RCC,ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS18B20_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(DS18B20_PORT,&GPIO_InitStructure);
 
    DS18B20_Reset();
    return DS18B20_Check();
}  

/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_GetTemperture
* 函数功能         : 从ds18b20得到温度值
* 输    入         : 无
* 输    出         : 温度数据
*******************************************************************************/ 
float DS18B20_GetTemperture(void)
{
    u16 temp;
    u8 a,b;
    float value;
    DS18B20_Start();                    // ds1820 start convert
    DS18B20_Reset();
    DS18B20_Check();     
    DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
    DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert     
    a=DS18B20_Read_Byte(); // LSB   
    b=DS18B20_Read_Byte(); // MSB   
    temp=b;
    temp=(temp<<8)+a;
    if((temp&0xf800)==0xf800)
    {
        temp=(~temp)+1;
        value=temp*(-0.0625);
    }
    else
    {
        value=temp*0.0625;  
    }
    return value;    
}

ds18b20.h

#ifndef _ds18b20_H
#define _ds18b20_H

#include "system.h"

/*  DS18B20时钟端口、引脚定义 */
#define DS18B20_PORT            GPIOG  
#define DS18B20_PIN             (GPIO_Pin_11)
#define DS18B20_PORT_RCC        RCC_APB2Periph_GPIOG


////IO操作函数                                             
#define DS18B20_DQ_OUT PGout(11) //数据端口 PG11
#define DS18B20_DQ_IN  PGin(11)  //数据端口 PG11 
    
u8 DS18B20_Init(void);          //初始化DS18B20
float DS18B20_GetTemperture(void);  //获取温度
void DS18B20_Start(void);       //开始温度转换
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//写入一个字节
u8 DS18B20_Read_Byte(void);     //读出一个字节
u8 DS18B20_Read_Bit(void);      //读出一个位
u8 DS18B20_Check(void);         //检测是否存在DS18B20
void DS18B20_Reset(void);           //复位DS18B20   

#endif

main.c

#include "system.h"
#include "SysTick.h"
#include "led.h"
#include "usart.h"
#include "ds18b20.h"


int main()
{
    u8 i=0;
    float temper;
    
    SysTick_Init(72);
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //中断优先级分组 分2组
    LED_Init();
    USART1_Init(9600);
    while(DS18B20_Init())
    {
        printf("DS18B20检测失败，请插好!\r\n");
        delay_ms(500);
    }
    printf("DS18B20检测成功!\r\n");
    
    while(1)
    {
        i++;
        if(i%20==0)
        {
            led1=!led1;
        }
        
        if(i%50==0)
        {
            temper=DS18B20_GetTemperture();
            if(temper<0)
            {
                printf("检测的温度为：-");
            }
            else
            {
                printf("检测的温度为： ");
            }
            printf("%.2f°C\r\n",temper);
        }
        delay_ms(10);
    }
}