VSCODE STM32 裸机之DS18B20

只看该作者 · 2021-10-23 22:36

本帖最后由 zero949079783 于 2021-10-27 09:19 编辑

开发环境：VSCODE(gcc编译链)+STM32CubeMX(也可以使用HUAWEI-LiteOS-Studio) 。
代码：链接：https://pan.baidu.com/s/1uXfIR0GFQOBZPl1NfQP08w
提取码：6b0c

DS18B20的工作时序：

初始化时序
主机首先发出一个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器件已做出应答。
若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应答。
做为从器件的DS18B20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。

复位代码：

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/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   复位DS18B20

  * @param  

  *     @arg

  * @retval  dat ：返回1:未检测到DS18B20的存在 返回0:存在

  */

uint8_t DS18B20_Rst(void)

{

    uint8_t dat;

    DS18B20_Write_Out_Input(DS18B20_WRITE); //设为输出

    DS18B20_OUT_L();

    delay_us(48); //480us

    DS18B20_OUT_H();

    delay_us(6); //60us

    DS18B20_Write_Out_Input(DS18B20_READ);//设为输入

    dat =  DS18B20_IN();

    delay_us(48); //480us



    return dat;



}



/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   DS18B20 IO方向设置 输出输出

  * @param  cmd ：DS18B20_WRITE /DS18B20_READ

  *     @arg

  * @retval  无

  */

void DS18B20_Write_Out_Input(uint8_t cmd)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    if(cmd == DS18B20_WRITE )

    {

        GPIO_InitStruct.Pin = DS18B20_Pin;

        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

        GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

        GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

        HAL_GPIO_Init(DS18B20_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

    }



    else

  {

        GPIO_InitStruct.Pin = DS18B20_Pin;

        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

        HAL_GPIO_Init(DS18B20_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

    }

}

写操作
写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0，则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束，然后释放总线为高电平。若主机想写1，在一开始拉低总线电平1微秒后就释放总线为高电平，一直到写周期结束。而做为从机的DS18B20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。
写操作

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/**

  * @brief  写一个字节到DS18B20

  * @param  dat:要写入的字节

  *     @arg

  * @retval  

  */

void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat)

{

    uint8_t i;

    for(i=0;i<8;i++)

    {

        DS18B20_Write_Out_Input(DS18B20_WRITE);

        DS18B20_OUT_L();

        delay_us(2);



        if(dat &0x01)  

            DS18B20_OUT_H();//写1

        else

            DS18B20_OUT_L();//写0



        delay_us(6);



        DS18B20_OUT_H();



        dat >>=1;

    }



}

读操作
对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是从主机把单总线拉低之后，在1微秒之后就得释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成
读操作代码：

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/**

  * @brief  从DS18B20读取一个字节

  * @param  

  *     @arg

  * @retval  读到的数据

  */

uint8_t DS18B20_Read_Byte(void)

{

    uint8_t dat=0,i;



    for(i=0;i<8;i++)

    {

        DS18B20_Write_Out_Input(DS18B20_WRITE);

        DS18B20_OUT_L();

        delay_us(2);

        DS18B20_OUT_H(); //总线释放

        dat >>=1;

        DS18B20_Write_Out_Input(DS18B20_READ);

        if(DS18B20_IN() == 1){

            dat |=0x80;

        }

        else{

            dat &=0x7F;

        }

        delay_us(6);               

    }



        return dat;

}

读取RAM内的温度数据。同样，这个操作也要接照三个步骤。

1、主机发出复位操作并接收DS18B20的应答(存在)脉冲。

2、主机发出跳过对ROM操作的命令(CCH)。

3、主机发出读取RAM的命令(BEH)，随后主机依次读取DS18B20发出的从第0一第8，共九个字节的数据。如果只想读取温度数据，那在读完第0和第1个数据后就不再理会后面DS18B20发出的数据即可。同样读取数据也是低位在前的。

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//开始温度转换

float DS18B20_Get_Temp(void)

{

    uint8_t MSB =0 ,MSL=0;

    uint16_t Temp=0;

    float Ftemp = 0;



    if(DS18B20_Rst() == 0){

        DS18B20_Rst();

        DS18B20_Write_Byte(0XCC); //跳过ROM

        DS18B20_Write_Byte(0X44);

        delay_ms(750);

        DS18B20_Rst();

        DS18B20_Write_Byte(0XCC); //跳过ROM

        DS18B20_Write_Byte(0XBE);



        MSL = DS18B20_Read_Byte(); //低8位

        MSB = DS18B20_Read_Byte(); //高8位



        Temp = MSB;

        Temp = (Temp<<8) |MSL;



        if((Temp&0xf800) == 0xf800){ //1111 1000 0000 0000   前5为1，为负温度

            Temp = (((~Temp) + 0X01) * -0.0625);

        }

        else{

            Ftemp =Temp *0.0625;

            //Temp = Ftemp *100+0.5;

        }

    }

    else{

        printf("DS18B20 未检测到 \n\r");

    }



    return Ftemp;

}

微秒延时函数：

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#include "delay.h"

#include "core_cm3.h"





static __IO uint32_t TimingDelay;



/**

  * @brief  启动系统滴答定时器 SysTick

  * @param  无

  * @retval 无

  */

void SysTick_Init(void)

{

    /* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次

     * SystemFrequency / 100000  10us中断一次

     * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次

     */

//  if (SysTick_Config(SystemFrequency / 100000))   // ST3.0.0库版本

    if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 100000))   // ST3.5.0库版本 //HAL库只能使用10us中断一次

    {

        /* Capture error */

        while (1);

    }

}



/**

  * @brief   us延时程序,1us为一个单位

  * @param  

  *     [url=home.php?mod=space&uid=2817080]@ARG[/url] nTime: Delay_us( 1 ) 则实现的延时为 1 * 10us = 10us

  * @retval  无

  */

void delay_us(__IO uint32_t nTime)

{

    TimingDelay = nTime;   



    // 使能滴答定时器  

    SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;



    while(TimingDelay != 0);

}



/**

  * @brief  获取节拍程序

  * @param  无

  * @retval 无

  * [url=home.php?mod=space&uid=93590]@Attention[/url]  在 SysTick 中断函数 SysTick_Handler()调用

  */

void TimingDelay_Decrement(void)

{

    if (TimingDelay != 0x00)

    {

        TimingDelay--;

    }

}



#if 0

// 这个 固件库函数 在 core_cm3.h中

static __INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)

{

  // reload 寄存器为24bit，最大值为2^24

    if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);

  

  // 配置 reload 寄存器的初始值  

  SysTick->LOAD  = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;

   

    // 配置中断优先级为 1<<4-1 = 15，优先级为最低

  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);

   

    // 配置 counter 计数器的值

  SysTick->VAL   = 0;

   

    // 配置systick 的时钟为 72M

    // 使能中断

    // 使能systick

  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |

                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |

                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                    

  return (0);

}

#endif



// couter 减1的时间 等于 1/systick_clk

// 当counter 从 reload 的值减小到0的时候，为一个循环，如果开启了中断则执行中断服务程序，

// 同时 CTRL 的 countflag 位会置1

// 这一个循环的时间为 reload * (1/systick_clk)



void SysTick_Delay_Us( __IO uint32_t us)

{

    uint32_t i;

    SysTick_Config(SystemCoreClock/1000000);



    for(i=0;i<us;i++)

    {

        // 当计数器的值减小到0的时候，CRTL寄存器的位16会置1

        while( !((SysTick->CTRL)&(1<<16)) );

    }

    // 关闭SysTick定时器

    SysTick->CTRL &=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

}



void SysTick_Delay_Ms( __IO uint32_t ms)

{

    uint32_t i;

    SysTick_Config(SystemCoreClock/1000);



    for(i=0;i<ms;i++)

    {

        // 当计数器的值减小到0的时候，CRTL寄存器的位16会置1

        // 当置1时，读取该位会清0

        while( !((SysTick->CTRL)&(1<<16)) );

    }

    // 关闭SysTick定时器

    SysTick->CTRL &=~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

}







//static uint8_t fac_us = RESET;

//static uint16_t fac_ms = RESET;



//void delay_UserConfig(uint8_t SYSCLK)

//{

//  SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); //8分频 72/8=9

//  fac_us = SYSCLK /8;//计数 9个数

//  fac_ms = (uint16_t)fac_us *1000; //1S= 1000MS *9=9000  1ms= 1000us*9 =9000

//}





//void delay_ms(uint16_t ms)

//{

//  uint32_t temp;

//  SysTick ->LOAD = fac_ms*ms; // 重载

//  SysTick ->VAL = 0x00; //清空

//  SysTick ->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启定时器

//  

//  do

//  {

//      temp = SysTick ->CTRL;

//  }

//  while((temp&0x01) &&!(temp&(1<<16)));//COUNTFLAG==1

//  SysTick ->VAL =0X00;

//  SysTick ->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭定时器

//}



//void delay_us(uint32_t us)

//{

//  uint32_t temp;

//  SysTick ->LOAD = fac_us*us; // 重载

//  SysTick ->VAL = 0x00; //清空

//  SysTick ->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//开启定时器

//  

//  do

//  {

//      temp = SysTick ->CTRL;

//  }

//  while((temp&0x01) &&!(temp&(1<<16)));//COUNTFLAG==1

//  SysTick ->VAL =0X00;

//  SysTick ->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;//关闭定时器



//}

只看该作者 · 2021-10-26 08:17

感谢分享，不过代码贴的有点问题啊，看着不是很舒服，应该用代码格式

只看该作者 · 2021-10-26 19:46

小叶三千发表于 2021-10-26 08:17
感谢分享，不过代码贴的有点问题啊，看着不是很舒服，应该用代码格式