STM32F103 DS18B20温度采集实验

实验目的

学习DS18B20温度传感器的使用，利用其采集温度，掌握单总线通信原理。

实验简介

单总线简介
One-Wire 总线是DALLAS公司研制开发的一种协议，它是由一个总线主节点，一个或多个从节点组成系统，通过一根信号线对从芯片进行数据的读取。每一个符合 One-Wire协议的从芯片都有一个唯一的地址，包括48位的序列号，8位的家族代码和8位的CRC代码。主芯片对各个从芯片的寻址依据这64位的不同来进行。One-Wire总线利用一根线实现双向通信。因此其协议对时序的要求较严格，如应答等时序都有明确的时间要求。基本的时序包括复位及应答时序，写一位时序，读一位时序。在复位及应答时序中，主器件发出复位信号后，要求从器件在规定的时间内送回应答信号；在位读和位写时序中，主器件要在规定的时间内读回或写出数据

单总线工作原理
单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换，控制都由这根线完成。设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其他设备使用总线。单总线通常要求外接一个约为4.7K的上拉电阻，这样，当总线闲置时，其状态为高电平。主机和从机的通信可通过3个步骤完成，分别为初始化One-Wire器件，识别One-Wire器件和交换数据。由于他们时主从结构，只有主机呼叫从机时，从机才能应答，因此主机访问One-Wire器件都必须严格遵循单总线命令序列，即初始化，ROM命令，功能命令，如果出现序列混乱，One-Wire器件将不响应主机（搜索ROM命令，报警搜索命令除外）

单总线通信过程
所有的单总线器件要求采用严格的信号时序，以保证数据的完整性。DS18B20共有6中信号类型：复位脉冲，存在脉冲，写0，写1，读0，和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都由主机发出同步信号。并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前，几个信号的时序如下：

初始化时序（复位脉冲和存在脉冲）：首先复位，由单片机给DS18B20单总线至少480uS的低电平信号。复位后，单片机将数据单总线拉高，当DS18B20接到此复位信号后则会在15_{60uS后接收一个60}240uS的低电平信号存在脉冲

**写时序：**包括写0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2~15us，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，时序图如下：

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单平然后延时50us，时序图如下：

DS18B20的温度读取过程如下：
复位->发SKIP ROM命令（0xcc）->发开始转换命令（0x44）->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

电路设计

HAL库代码

main.c

#include "MyIncludes.h"

u16 sys_cnt = 0;

void systick_isr(void)
{
   
	if(sys_cnt < 1000) sys_cnt++;
	else
	{
   
		sys_cnt = 0;
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5);
	}
}

_DS18B20_MEASURE DS18B20_Measure;
//DS18B20测量结构体变量声明
char measure[14];
//用来存储测量结果

int main(void)
{
   			
	System_Init();
	
	LED_Init();	
	
	SysTick_Init(systick_isr);
	
	USART1_Init(115200,NULL,NULL);
	
	while(Ds18b20_Init())
	//如果返回1，就是超时 也就是初始化错误
	{
   
		printf("DS18B20 Init ERROR\r\n");
	}
	
    while(1)
    {
   	
		//显示温度
		Ds18b20_ReadTemper(&DS18B20_Measure);
		
		if(DS18B20_Measure.Temper_plus_minus == 1)  
        //负温度
		{
   
			sprintf(