[应用相关]

[资料] stm32 ds18b20驱动

[复制链接]
728|4
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
Brand2|  楼主 | 2018-7-30 17:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
首先是延时的问题,STM32上若用软件延时的话不太好算时间,所以要么用定时器要么用SysTick这个定时器来完成延时的计算。相比之下用SysTick来的简单方便点。
    接着是STM32 IO脚的配置问题,因为51是双向的IO,所以作为输入输出都比较方便。STM32的IO是准双向的IO,将STM32的IO配置成开漏输出,然后外接上拉即可实现双向IO。将IO配成开漏输出后读数据记得用GPIO_ReadInputDataBit()。
    下面引用一段DS18B20的时序描述,写的很详细:
DS18B20的控制流程
    根据DS18B20的通信协议,DS18B20只能作为从机,而单片机系统作为主机,单片机控制DS18B20完成一次温度转换必须经过3个步骤:复位、发送ROM指令、发送RAM指令。每次对DS18B20的操作都要进行以上三个步骤。

     复位过程为:单片机将数据线拉低至少480uS,然后释放数据线,等待15-60uS让DS18B20接收信号,DS18B20接收到信号后,会把数据线拉低60-240uS,主机检测到数据线被拉低后标识复位成功;
     发送ROM指令:ROM指令表示主机对系统上所接的全部DS18B20进行寻址,以确定对那一个DS18B20进行操作,或者是读取某个DS18B20的ROM序列号。
     发送RAM指令:RAM指令用于单片机对DS18B20内部RAM进行操作,如读取寄存器的值,或者设置寄存器的值。

     具体的RAM和RAM指令请查阅DS18B20的数据手册。下面简单介绍:
       1、ROM操作命令:DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口,必须在先完成ROM设定,否则**和控制功能将无法使用。一旦总线检测到从属器件的存在,它便可以发出器件ROM操作指令,所有ROM操作指令均为8位长度,主要提供以下功能命令:
1 )读ROM(指令码0X33H):当总线上只有一个节点(器件)时,读此节点的64位序列号。如果总线上存在多于一个的节点,则此指令不能使用。
2 )ROM匹配(指令码0X55H):此命令后跟64位的ROM序列号,总线上只有与此序列号相同的DS18B20才会做出反应;该指令用于选中某个DS18B20,然后对该DS18B20进行读写操作。
3 )搜索ROM(指令码0XF0H): 用于确定接在总线上DS18B20的个数和识别所有的64位ROM序列号。当系统开始工作,总线主机可能不知道总线上的器件个数或者不知道其64位ROM序列号,搜索命令用于识别所有连接于总线上的64位ROM序列号。
4 )跳过ROM(指令码0XCCH): 此指令只适合于总线上只有一个节点;该命令通过允许总线主机不提供64位ROM序列号而直接访问RAM,以节省操作时间。
5 )报警检查(指令码0XECH):此指令与搜索ROM指令基本相同,差别在于只有温度超过设定的上限或者下限值的DS18B20才会作出响应。只要DS18B20一上电,告警条件就保持在设置状态,直到另一次温度测量显示出非告警值,或者改变TH或TL的设置使得测量值再一次位于允许的范围之内。储存在EEPROM内的触发器用于告警。
   
2、RAM指令
    DS18B20有六条RAM命令:
  1)温度转换(指令码0X44H):启动DS18B20进行温度转换,结果存入内部RAM。
  2)读暂存器(指令码0XBEH):读暂存器9个字节内容,此指令从RAM的第1个字节(字节0)开始读取,直到九个字节(字节8,CRC值)被读出为止。如果不需要读出所有字节的内容,那么主机可以在任何时候发出复位信号以中止读操作。
  3)写暂存器(指令码0X4EH): 将上下限温度报警值和配置数据写入到RAM的2、3、4字节,此命令后跟需要些入到这三个字节的数据。
  4)复制暂存器(指令码0X48H):把暂存器的2、3、4字节复制到EEPROM中,用以掉电保存。
  5)重新调E2RAM(指令码0XB8H):把EEROM中的温度上下限及配置字节恢复到RAM的2、3、4字节,用以上电后恢复以前保存的报警值及配置字节。
6)读电源供电方式(指令码0XB4H):启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU。对于在此命令送至DS18B20后所发出的第一次读出数据的时间片,器件都会给出其电源方式的信号。“0”表示寄生电源供电。“1”表示外部电源供电。

      下面是结合实际测试总结出来的DS18B20的操作流程:
1、DS18B20的初始化
  (1) 先将数据线置高电平“1”。
  (2) 延时(该时间要求的不是很严格,但是尽可能的短一点)。
  (3) 数据线拉到低电平“0”。
  (4) 延时490微秒(该时间的时间范围可以从480到960微秒)。
  (5) 数据线拉到高电平“1”。
  (6) 延时等待(如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在,但是应注意不能无限的进行等待,不然会使程序进入死循环,所以要进行超时控制)。
  (7) 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后,还要做延时,其延时的时间从发出的高电平算起(第(5)步的时间算起)最少要480微秒。
  (8) 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。  
  2、DS18B20的写操作
  (1) 数据线先置低电平“0”。
  (2) 延时确定的时间为2(小于15)微秒。
  (3) 按从低位到高位的顺序发送字节(一次只发送一位)。
  (4) 延时时间为62(大于60)微秒。
  (5) 将数据线拉到高电平,延时2(小于15)微秒。
  (6) 重复上(1)到(6)的操作直到所有的字节全部发送完为止。
  (7) 最后将数据线拉高。  
  3、 DS18B20的读操作
  (1)将数据线拉高“1”。
  (2)延时2微秒。
  (3)将数据线拉低“0”。
  (4)延时2(小于15)微秒。
  (5)将数据线拉高“1”,同时端口应为输入状态。
  (6)延时4(小于15)微秒。
  (7)读数据线的状态得到1个状态位,并进行数据处理。
  (8)延时62(大于60)微秒。
顺便把程序也贴上来吧,给大家参考下。
使用的方法:
只要调用一次 ds18b20_start() 来初始化DS18B20,然后每次读温度时直接调用 ds18b20_read()就可以了。如
ds18b20_start();
while(1)
{
    for(i=1000000;i>0;i--);
    val = ds18b20_read();
}
//========================================================
//        DS18B20.C    By ligh
//========================================================
#include "STM32Lib\\stm32f10x.h"
#include "DS18B20.h"

#define EnableINT()  
#define DisableINT()
#define DS_PORT   GPIOA
#define DS_DQIO   GPIO_Pin_1
#define DS_RCC_PORT  RCC_APB2Periph_GPIOA
#define DS_PRECISION 0x7f   //精度配置寄存器 1f=9位; 3f=10位; 5f=11位; 7f=12位;
#define DS_AlarmTH  0x64
#define DS_AlarmTL  0x8a
#define DS_CONVERT_TICK 1000
#define ResetDQ() GPIO_ResetBits(DS_PORT,DS_DQIO)
#define SetDQ()  GPIO_SetBits(DS_PORT,DS_DQIO)
#define GetDQ()  GPIO_ReadInputDataBit(DS_PORT,DS_DQIO)


static unsigned char TempX_TAB[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};

void Delay_us(u32 Nus)
{  
SysTick->LOAD=Nus*9;          //时间加载      
SysTick->CTRL|=0x01;             //开始倒数     
while(!(SysTick->CTRL&(1<<16))); //等待时间到达  
SysTick->CTRL=0X00000000;        //关闭计数器
SysTick->VAL=0X00000000;         //清空计数器      
}

unsigned char ResetDS18B20(void)
{
unsigned char resport;
SetDQ();
Delay_us(50);

ResetDQ();
Delay_us(500);  //500us (该时间的时间范围可以从480到960微秒)
SetDQ();
Delay_us(40);  //40us
//resport = GetDQ();
while(GetDQ());
Delay_us(500);  //500us
SetDQ();
return resport;
}
void DS18B20WriteByte(unsigned char Dat)
{
unsigned char i;
for(i=8;i>0;i--)
{
   ResetDQ();     //在15u内送数到数据线上,DS18B20在15-60u读数
  Delay_us(5);    //5us
  if(Dat & 0x01)
   SetDQ();
  else
   ResetDQ();
  Delay_us(65);    //65us
  SetDQ();
  Delay_us(2);    //连续两位间应大于1us
  Dat >>= 1;
}
}

unsigned char DS18B20ReadByte(void)
{
unsigned char i,Dat;
SetDQ();
Delay_us(5);
for(i=8;i>0;i--)
{
   Dat >>= 1;
    ResetDQ();     //从读时序开始到采样信号线必须在15u内,且采样尽量安排在15u的最后
  Delay_us(5);   //5us
  SetDQ();
  Delay_us(5);   //5us
  if(GetDQ())
    Dat|=0x80;
  else
   Dat&=0x7f;  
  Delay_us(65);   //65us
  SetDQ();
}
return Dat;
}

void ReadRom(unsigned char *Read_Addr)
{
unsigned char i;
DS18B20WriteByte(ReadROM);
  
for(i=8;i>0;i--)
{
  *Read_Addr=DS18B20ReadByte();
  Read_Addr++;
}
}

void DS18B20Init(unsigned char Precision,unsigned char AlarmTH,unsigned char AlarmTL)
{
DisableINT();
ResetDS18B20();
DS18B20WriteByte(SkipROM);
DS18B20WriteByte(WriteScratchpad);
DS18B20WriteByte(AlarmTL);
DS18B20WriteByte(AlarmTH);
DS18B20WriteByte(Precision);
ResetDS18B20();
DS18B20WriteByte(SkipROM);
DS18B20WriteByte(CopyScratchpad);
EnableINT();
while(!GetDQ());  //等待复制完成 ///////////
}

void DS18B20StartConvert(void)
{
DisableINT();
ResetDS18B20();
DS18B20WriteByte(SkipROM);
DS18B20WriteByte(StartConvert);
EnableINT();
}
void DS18B20_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(DS_RCC_PORT, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS_DQIO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //开漏输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //2M时钟速度
GPIO_Init(DS_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

void ds18b20_start(void)
{
DS18B20_Configuration();
DS18B20Init(DS_PRECISION, DS_AlarmTH, DS_AlarmTL);
DS18B20StartConvert();
}

unsigned short ds18b20_read(void)
{
unsigned char TemperatureL,TemperatureH;
unsigned int  Temperature;
DisableINT();
  ResetDS18B20();
DS18B20WriteByte(SkipROM);
DS18B20WriteByte(ReadScratchpad);
TemperatureL=DS18B20ReadByte();
TemperatureH=DS18B20ReadByte();
ResetDS18B20();
EnableINT();
if(TemperatureH & 0x80)
  {
  TemperatureH=(~TemperatureH) | 0x08;
  TemperatureL=~TemperatureL+1;
  if(TemperatureL==0)
   TemperatureH+=1;
  }
TemperatureH=(TemperatureH<<4)+((TemperatureL&0xf0)>>4);
TemperatureL=TempX_TAB[TemperatureL&0x0f];
//bit0-bit7为小数位,bit8-bit14为整数位,bit15为正负位
Temperature=TemperatureH;
Temperature=(Temperature<<8) | TemperatureL;
DS18B20StartConvert();
return  Temperature;
}


//============================================
//      DS18B20.H
//============================================
#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H
#define  SkipROM    0xCC     //跳过ROM
#define  SearchROM  0xF0  //搜索ROM
#define  ReadROM    0x33  //读ROM
#define  MatchROM   0x55  //匹配ROM
#define  AlarmROM   0xEC  //告警ROM
#define  StartConvert    0x44  //开始温度转换,在温度转换期间总线上输出0,转换结束后输出1
#define  ReadScratchpad  0xBE  //读暂存器的9个字节
#define  WriteScratchpad 0x4E  //写暂存器的温度告警TH和TL
#define  CopyScratchpad  0x48  //将暂存器的温度告警复制到EEPROM,在复制期间总线上输出0,复制完后输出1
#define  RecallEEPROM    0xB8    //将EEPROM的温度告警复制到暂存器中,复制期间输出0,复制完成后输出1
#define  ReadPower       0xB4    //读电源的供电方式:0为寄生电源供电;1为外部电源供电

void ds18b20_start(void);
unsigned short ds18b20_read(void);

#endif
yiyigirl2014| | 2018-8-13 18:29 | 显示全部楼层
挂一个的我会, 挂一串的还要什么搜索算法我还糊涂。

使用特权

评论回复
木木guainv| | 2018-8-14 10:13 | 显示全部楼层
这个是很成熟的东西啊

使用特权

评论回复
junpeng324| | 2018-8-15 12:25 | 显示全部楼层
根据总线时序来写就不会错。很简单类似的有DHT11单总线时序。

使用特权

评论回复
keaibukelian| | 2018-8-17 09:42 | 显示全部楼层
因为是iic  所以很挑剔时序

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

157

主题

824

帖子

2

粉丝