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[AT32L021] 【AT-START-L021测评】+驱动DS18B20获取温度

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 楼主| suncat0504 发表于 2024-12-10 21:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
AT-18b20
DS18B20是一款单总线驱动的温度传感器，占用口线少，驱动简单，只要按照协议发出符合时序要求的信号，就可以得到温度数据。
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典型应用电路：
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我这里使用的第一种应用电路，使用PB4连接DQ端。为了方便驳接，我选择的是现成的模块：
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是用杜邦线连接到开发板上。
简单的读取温度值的步骤如下：
    1、跳过ROM操作。      
    2、发送温度转换命令。
    3、跳过ROM操作。
    4、发送读取温度命令。
    5、读取温度值。

      DS18B20温度传感器的初始化      

主器件首先发出一个480－960微秒的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测，如果有低电平出现说明总线上有DS18B20温度传感器已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无DS18B20温度传感器应答。

　　做为从器件的DS18B20温度传感器在一上电后就一直在检测总线上是否有480－960微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待15－60微秒后将总线电平拉低60－240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。
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DS18B20温度传感器的写操作     

写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。写周期一开始主器件先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主器件想写0，则将总线置为低电平，若主器件想写1，则将总线置为高电平，持续时间最少60微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平至少1微秒给总线恢复 。而DS18B20温度传感器则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样，在采样期内总线为高电平则为1，若采样期内总线为低电平则为0。

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工程使用80MHZ的主频，DS18B20的驱动程序如下：
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  1. #include "ds18b20.h"
    


  2. 

  3. // 初始化18B20用到的GPIO口：PB4，输出模式
    

  4. static void gpio_config_DS18B20_Out(void) {
    

  5.     gpio_init_type gpio_initstructure;
    

  6.     
    

  7.     crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);
    

  8.     
    

  9.     gpio_default_para_init(&gpio_initstructure);
    


  10. 

  11.     /* DATA引脚：PB5 */
    

  12.     gpio_initstructure.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  13.     gpio_initstructure.gpio_out_type  = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  14.     gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    

  15.     gpio_initstructure.gpio_pins = DS18B20_DATA_PIN;
    

  16.     gpio_initstructure.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;
    

  17.     gpio_init(GPIOB, &gpio_initstructure);
    

  18. }
    


  19. 

  20. // 初始化18B20用到的GPIO口：PB4，输入模式
    

  21. static void gpio_config_DS18B20_In(void) {
    

  22.     gpio_init_type gpio_initstructure;
    

  23.     
    

  24.     gpio_default_para_init(&gpio_initstructure);
    


  25. 

  26.     /* DATA引脚：PB5 */
    

  27.     gpio_initstructure.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    

  28.     gpio_initstructure.gpio_out_type  = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
    

  29.     gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;
    

  30.     gpio_initstructure.gpio_pins = DS18B20_DATA_PIN;
    

  31.     gpio_initstructure.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;
    

  32.     gpio_init(GPIOB, &gpio_initstructure);
    

  33. }
    


  34. 

  35. void Ds18b20Rst(void) {  
    

  36.     gpio_config_DS18B20_Out();
    

  37.         
    

  38.     gpio_bits_reset(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);
    

  39.     delay_us(750);              //主机发送复位脉冲480us-960us  
    

  40.     gpio_bits_set(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);
    

  41.     
    

  42.     delay_us(25);//18b20等待15-60us    
    

  43. }  
    

  44.    
    

  45. /*等待18b20响应 
    

  46.  * 返回1：未检测到18b20 
    

  47.  * 返回0：存在 
    

  48.  */  
    

  49. uint8_t Ds18b20Check(void) {   
    

  50.     uint8_t retry=0;  
    

  51.   
    

  52.     // 输入模式
    

  53.     gpio_config_DS18B20_In();
    


  54. 

  55.     while(gpio_input_data_bit_read(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN) && retry < 200) {    
    

  56.         retry++;  
    

  57.         delay_us(1);  
    

  58.     }
    

  59.     
    

  60.     if(retry>=200)return 1;  
    

  61.     else retry=0;  
    

  62.     
    

  63.     while(!gpio_input_data_bit_read(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN) && retry < 240) {  
    

  64.         retry++;  
    

  65.         delay_us(1);  
    

  66.     }   
    

  67.     if(retry>240)return 1;  
    

  68.     return 0;    
    

  69. }  
    

  70. /*从18b20读取一个位 
    

  71.  * 返回值1/0 
    

  72.  */  
    

  73. uint8_t Ds18b20ReadBit(void) {  
    

  74.     uint8_t data;  
    


  75. 

  76.     gpio_config_DS18B20_Out();
    


  77. 

  78.     gpio_bits_reset(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);
    

  79.     
    

  80.     delay_us(2);
    

  81.     
    

  82.     gpio_bits_set(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);
    

  83.     
    

  84.     // 输入模式
    

  85.     gpio_config_DS18B20_In();
    


  86. 

  87.     delay_us(12);  
    

  88.     
    

  89.     if(gpio_input_data_bit_read(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN)) data=1;  
    

  90.     else data=0;
    

  91.     
    

  92.     delay_us(50);  
    


  93. 

  94.     return data;  
    

  95. }  
    

  96. /*从18b20读取一个字节 
    

  97.  * 返回值：读到的数据 
    

  98.  */  
    

  99. uint8_t Ds18b20ReadByte(void) {  
    

  100.     uint8_t i,j,dat;  
    

  101.     dat=0;
    


  102. 

  103.     for(i=1;i<=8;i++) {  
    

  104.         j=Ds18b20ReadBit();  
    

  105.         dat=(j<<7)|(dat>>1);//低位在前  
    

  106.     }  
    

  107.     return dat;  
    

  108. }
    


  109. 

  110. /*写一个字节到Ds18b20 
    

  111.  * dat:要写入的字节 
    

  112.  */  
    

  113. void Ds18b20WriteByte(uint8_t dat) {   
    

  114.     uint8_t i;  
    

  115.     uint8_t temp;  
    


  116. 

  117.     gpio_config_DS18B20_Out();
    


  118. 

  119.     for(i=1;i<=8;i++) {  
    

  120.     temp=dat&0x01;  
    

  121.     dat=dat>>1;  
    

  122.     if (temp) {  
    

  123.         // 输出1  
    

  124.         gpio_bits_reset(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);
    

  125.         delay_us(2);  
    

  126.         gpio_bits_set(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);
    

  127.         delay_us(60);  
    

  128.     } else {  
    

  129.         // 输出0  
    

  130.         gpio_bits_reset(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);
    

  131.         delay_us(60);  
    

  132.         gpio_bits_set(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);
    

  133.         delay_us(2);  
    

  134.     }  
    

  135.     }  
    

  136. }  
    

  137.    
    

  138. /*从Ds18b20得到温度值 
    

  139.  * 返回值：温度值
    

  140.  */  
    

  141. float Ds18b20GetTemp() {  
    

  142.     uint8_t temp;  
    

  143.     uint8_t TH=0,TL=0;  
    

  144.     short tem;  
    

  145.     float t;  
    


  146. 

  147.     Ds18b20Rst();  
    

  148.     Ds18b20Check();  
    

  149.     // 跳过ROM操作  
    

  150.     Ds18b20WriteByte(0XCC);  
    

  151.     // 发出转换指令  
    

  152.     Ds18b20WriteByte(0X44);  
    

  153.     Ds18b20Rst();  
    

  154.     Ds18b20Check();  
    

  155.     // 跳过ROM操作  
    

  156.     Ds18b20WriteByte(0XCC);  
    

  157.     // 读数据，低位在前  
    

  158.     Ds18b20WriteByte(0XBE);  
    

  159.     TL=Ds18b20ReadByte();//LSB  
    

  160.     TH=Ds18b20ReadByte();//MSB  
    

  161.     
    

  162.     if(TH>7) {  
    

  163.         // 如果数据是负的  
    

  164.         TH=~TH;  
    

  165.         TL=~TL;  
    

  166.         // 负温度标志  
    

  167.         temp=0;  
    

  168.     } else {  
    

  169.         // 正温度  
    

  170.         temp=1;  
    

  171.     }  
    

  172.     tem=TH;//高八位  
    

  173.     tem<<=8;  
    

  174.     tem+=TL;//低八位  
    

  175.     // 计算温度值  
    

  176.     t=((float)tem*0.0625);  
    

  177.     if(temp) return t;  
    

  178.     else     return -t;  
    

  179. }  


在主程序中每间隔300ms读一次温度，得到的结果输出到SPI显示屏上。
c7a71cf3e6e4c88f6a630a126fba7adf
只要时序没问题，很容易调通的。如果通讯失败，建议用逻辑分析仪截取通讯过程信号分析，通常是脉冲的时间不匹配造成的。

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ArteryMCU 打赏了 50.00 元 2025-01-09
理由：[L021开发板评测活动]内容优质

ArterySW 打赏了 10.00 元 2025-01-07
理由：作品优秀
呐咯密密 发表于 2024-12-12 10:02 | 显示全部楼层
这就是1-Writer通信吧
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 楼主| suncat0504 发表于 2024-12-12 13:13 | 显示全部楼层
呐咯密密 发表于 2024-12-12 10:02
这就是1-Writer通信吧

是的，感觉比I2C方便多了，不用考虑中间状态值。
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[鑫森淼焱垚] 发表于 2025-2-11 16:29 | 显示全部楼层
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认证：大连伊飞特信息技术有限公司软件工程师
简介：本人于1993年毕业于大连理工大学。毕业后从事单片机开发工作5年，之后转入软件开发工作至今。

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