【AT-START-L021测评】+驱动DS18B20获取温度

1万 · 2024-12-10 21:37

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。

典型应用电路：

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：

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。

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。

工程使用80MHZ的主频，DS18B20的驱动程序如下：

复制

#include "ds18b20.h"



// 初始化18B20用到的GPIO口：PB4，输出模式

static void gpio_config_DS18B20_Out(void) {

    gpio_init_type gpio_initstructure;

    

    crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK, TRUE);

    

    gpio_default_para_init(&gpio_initstructure);



    /* DATA引脚：PB5 */

    gpio_initstructure.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;

    gpio_initstructure.gpio_out_type  = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;

    gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_OUTPUT;

    gpio_initstructure.gpio_pins = DS18B20_DATA_PIN;

    gpio_initstructure.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;

    gpio_init(GPIOB, &gpio_initstructure);

}



// 初始化18B20用到的GPIO口：PB4，输入模式

static void gpio_config_DS18B20_In(void) {

    gpio_init_type gpio_initstructure;

    

    gpio_default_para_init(&gpio_initstructure);



    /* DATA引脚：PB5 */

    gpio_initstructure.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;

    gpio_initstructure.gpio_out_type  = GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;

    gpio_initstructure.gpio_mode = GPIO_MODE_INPUT;

    gpio_initstructure.gpio_pins = DS18B20_DATA_PIN;

    gpio_initstructure.gpio_pull = GPIO_PULL_UP;

    gpio_init(GPIOB, &gpio_initstructure);

}



void Ds18b20Rst(void) {  

    gpio_config_DS18B20_Out();

        

    gpio_bits_reset(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);

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

    gpio_bits_set(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);

    

    delay_us(25);//18b20等待15-60us    

}  

   

/*等待18b20响应 

 * 返回1：未检测到18b20 

 * 返回0：存在 

 */  

uint8_t Ds18b20Check(void) {   

    uint8_t retry=0;  

  

    // 输入模式

    gpio_config_DS18B20_In();



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

        retry++;  

        delay_us(1);  

    }

    

    if(retry>=200)return 1;  

    else retry=0;  

    

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

        retry++;  

        delay_us(1);  

    }   

    if(retry>240)return 1;  

    return 0;    

}  

/*从18b20读取一个位 

 * 返回值1/0 

 */  

uint8_t Ds18b20ReadBit(void) {  

    uint8_t data;  



    gpio_config_DS18B20_Out();



    gpio_bits_reset(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);

    

    delay_us(2);

    

    gpio_bits_set(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);

    

    // 输入模式

    gpio_config_DS18B20_In();



    delay_us(12);  

    

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

    else data=0;

    

    delay_us(50);  



    return data;  

}  

/*从18b20读取一个字节 

 * 返回值：读到的数据 

 */  

uint8_t Ds18b20ReadByte(void) {  

    uint8_t i,j,dat;  

    dat=0;



    for(i=1;i<=8;i++) {  

        j=Ds18b20ReadBit();  

        dat=(j<<7)|(dat>>1);//低位在前  

    }  

    return dat;  

}



/*写一个字节到Ds18b20 

 * dat:要写入的字节 

 */  

void Ds18b20WriteByte(uint8_t dat) {   

    uint8_t i;  

    uint8_t temp;  



    gpio_config_DS18B20_Out();



    for(i=1;i<=8;i++) {  

    temp=dat&0x01;  

    dat=dat>>1;  

    if (temp) {  

        // 输出1  

        gpio_bits_reset(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);

        delay_us(2);  

        gpio_bits_set(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);

        delay_us(60);  

    } else {  

        // 输出0  

        gpio_bits_reset(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);

        delay_us(60);  

        gpio_bits_set(DS18B20_PORT, DS18B20_DATA_PIN);

        delay_us(2);  

    }  

    }  

}  

   

/*从Ds18b20得到温度值 

 * 返回值：温度值

 */  

float Ds18b20GetTemp() {  

    uint8_t temp;  

    uint8_t TH=0,TL=0;  

    short tem;  

    float t;  



    Ds18b20Rst();  

    Ds18b20Check();  

    // 跳过ROM操作  

    Ds18b20WriteByte(0XCC);  

    // 发出转换指令  

    Ds18b20WriteByte(0X44);  

    Ds18b20Rst();  

    Ds18b20Check();  

    // 跳过ROM操作  

    Ds18b20WriteByte(0XCC);  

    // 读数据，低位在前  

    Ds18b20WriteByte(0XBE);  

    TL=Ds18b20ReadByte();//LSB  

    TH=Ds18b20ReadByte();//MSB  

    

    if(TH>7) {  

        // 如果数据是负的  

        TH=~TH;  

        TL=~TL;  

        // 负温度标志  

        temp=0;  

    } else {  

        // 正温度  

        temp=1;  

    }  

    tem=TH;//高八位  

    tem<<=8;  

    tem+=TL;//低八位  

    // 计算温度值  

    t=((float)tem*0.0625);  

    if(temp) return t;  

    else     return -t;  

}