STM32F407开发板DS18B20应用案例

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【1】DS18B20介绍
DS18B20是一种数字温度传感器，由Maxim Integrated公司生产。它采用单总线接口，能够在广泛的温度范围内测量温度，并通过数字方式输出温度值，具有较高的精度和稳定性。

以下是DS18B20温度传感器的主要特点和操作时序：

（1）特点：

单总线接口：DS18B20使用单一的数据线进行通信，简化了连接和控制。
高精度测量：具有12位的温度分辨率，可测量范围为-55°C至+125°C。
数字输出：温度值以二进制形式传输，便于处理和解析。
内部存储：传感器可内部存储温度数据和配置信息。
低功耗：在非活动状态下，传感器可以进入睡眠模式以降低功耗消耗。

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（2）操作时序： DS18B20的操作时序包括复位、写入指令、读取温度等过程。下面是DS18B20的基本操作时序：

a. 复位：

主机拉低数据线，持续至少480μs作为复位信号。
主机释放数据线，等待15μs以上。

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b. 发送指令：

主机发出写入指令（如跳过ROM指令或匹配ROM指令）。
指令由主机通过数据线逐位发送，每位的有效时间为60μs。

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c. 读取温度：

主机发出读取温度指令。
传感器将温度数据以序列的形式发送给主机，每位的有效时间为60μs。
主机在接收到所有数据后，需提供适当的延迟时间进行解析和处理。

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【2】硬件连线说明
STM32F407开发板DS18B20应用案例

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开发板硬件连接：

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【3】源代码
在工程中添加ds18b20.c和ds18b20.h文件。

DS18B20代码如下：

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#include "ds18b20.h"



/*

函数功能：DS18b20IO口初始化

硬件连接：PG9

复用表示自动输出数据

通用表示手动输出数据

*/

void DS18B20_Init(void)

{

                /*1. 开时钟*/

          RCC->AHB1ENR|=1<<6;//使能PORTG时钟

                

                /*2. 初始化IO模式*/

                DS18B20_OUTPUT();        

}





/*

函数功能：等待DS18B20的回应

返回1:未检测到DS18B20的存在

返回0:存在

*/

u8 DS18B20_Check(void)            

{   

        u8 retry=0;

        DS18B20_INPUT()   //设置DS18B20输入模式

  while(DS18B20_IN&&retry<200)

        {

                retry++;

                DelayUs(1);

        };         

        if(retry>=200)return 1;

        else retry=0;

  while(!DS18B20_IN&&retry<240)

        {

                retry++;

                DelayUs(1);

        };

        if(retry>=240)return 1;            

        return 0;

}





/*

从DS18B20读取一个字节

返回值：读到的数据

*/

u8 DS18B20_ReadByte(void)

{        

        u8 i,data=0;

        for(i=0;i<8;i++) 

        {

                        DS18B20_OUTPUT();  //初始化为输出模式

                        DS18B20_OUT=0;                 //输出0 

                        DelayUs(2);        

                        DS18B20_OUT=1;     //上拉总线电平

                        DS18B20_INPUT()    //初始化为输入模式

                        DelayUs(12);

                  data>>=1;

                        if(DS18B20_IN)

                        {

                                        data|=0x80;                 

                        }                        

                        DelayUs(50);

        }                                                    

  return data;

}





/*

写一个字节到DS18B20

dat：要写入的字节

*/

void DS18B20_WriteByte(u8 dat)     

 {             

                u8 i;

                DS18B20_OUTPUT(); //初始化IO为输出模式

                for(i=0;i<8;i++) 

                {

                                if(dat&0x01) //先发低位

                                {

                                        DS18B20_OUT=0;//输出0

                                        DelayUs(2);                            

                                        DS18B20_OUT=1;//输出1

                                        DelayUs(60);             

                                }

                                else 

                                {

                                        DS18B20_OUT=0;//输出0

                                        DelayUs(60);             

                                        DS18B20_OUT=1;//输出1

                                        DelayUs(2);                          

                                }

                                dat>>=1;

                 }

}





/*

从ds18b20得到温度值

精度：0.1C

返回值：温度值 （-550~1250） 

*/

short DS18B20_Get_Temp(void)

{

                u16 temp;

                u8 TL,TH;

                DS18B20_OUTPUT(); 

    DS18B20_OUT=0;                //输出0 //拉低DQ

    DelayUs(750);     //拉低750us

    DS18B20_OUT=1;    //输出1 //DQ=1 

                DelayUs(15);      //15US          

        

    DS18B20_Check();         

    DS18B20_WriteByte(0xcc); //跳过芯片ID检测

    DS18B20_WriteByte(0x44); //转换一次温度

        

    DS18B20_OUTPUT(); 

    DS18B20_OUT=0;   //输出0 //拉低DQ

    DelayUs(750);    //拉低750us

    DS18B20_OUT=1;         //输出1 //DQ=1 

    DelayUs(15);     //15US

    DS18B20_Check();         

        

    DS18B20_WriteByte(0xcc);// 跳过芯片ID检测

    DS18B20_WriteByte(0xbe);// 读取转换成功的温度数据

    TL=DS18B20_ReadByte();  // LSB   

    TH=DS18B20_ReadByte();  // MSB  

    temp=((u16)TH<<8)|TL;

        return temp;

}

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Ds18b20.h代码示例

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#ifndef _DS18B20_H

#define _DS18B20_H

#include "stm32f4xx.h"



#include "sys.h"

#include "delay.h"

void DS18B20_Init(void);

short DS18B20_Get_Temp(void);

#define DS18B20_IN PGin(9)

#define DS18B20_OUT PGout(9)



#define DS18B20_INPUT()  \

                                {\

                                        GPIOG->MODER&=~(0x3<<9*2);\

                                        GPIOG->MODER|=0x0<<9*2;\

                                        GPIOG->PUPDR&=~(0x3<<9*2);\

                                        GPIOG->PUPDR|=0x1<<9*2;\

                                }

                                

#define DS18B20_OUTPUT() \

                                {\

                                         GPIOG->MODER&=~(0x3<<9*2);\

                                         GPIOG->MODER|=0x1<<9*2;\

                                         GPIOG->OTYPER&=~(0x1<<9);\

                                         GPIOG->OSPEEDR&=~(0x3<<9*2);\

                                         GPIOG->OSPEEDR|=0x2<<9*2;\

                                         GPIOG->ODR|=1<<9;\

                                }

#endif

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Main.c文件示例

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#include "stm32f4xx.h" // Device header

#include "led.h"

#include "delay.h"

#include "key.h"

#include "usart.h"

#include "sys.h"

#include "exti.h"

#include "timer.h"

#include "pwm.h"

#include "ds18b20.h"



int main(void)

{

                short temp;

                unsigned short intT,decT;           //温度值的整数和小数部分

                LED_Init();

                KEY_Init();

                USART1_Init(84,115200);

                KEY_EXTI_Init();

                DS18B20_Init();

          while(1)

                {

                          /*读取温度信息*/

                                temp=DS18B20_Get_Temp();

                                intT = temp >> 4;             //分离出温度值整数部分

                                decT = temp & 0xF;            //分离出温度值小数部分

                                printf("DS18B20: %d.%d *C\r\n",(int)intT,(int)decT);

                                DelayMs(1000);

                }

}