STM32制作DS18B20温度传感器.docx
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STM32制作DS18B20温度传感器
折腾了一晚上，才把DS18B20的驱动移植到STM32上来。
以前在51上使用过单个和多个连接的DS18B20，有现成的程序了，以为很快就能弄好，结果还是被卡住了，下面说下几个关键点吧：
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STM32IO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，网上查了下资料，说将STM32的IO配置成开漏输出，然后外接上拉即可实现双向IO。
于是我也按规定做了，但调了老半天都不成功，是因为DS18B20没有响应的信号。
在烦躁之际只有试下将接DQ的IO分别拉低和拉高看能不能读入正确的信号。
结果果然是读入数据不对，原来我将IO配成开漏输出后相当然的以为读数据是用GPIO_ReadOutputDataBit（），这正是问题所在，后来将读入的函数改为GPIO_ReadInputDataBit（）就OK了。
现在温度是现实出来了，但跟我家里那台德胜收音机上显示的温度相差2度，都不知道是哪个准了，改天再找个温度计验证下。
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，否则记忆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（）;
}
[cpp]viewplaincopyprint?
1//========================================================
2
3//DS18B20.CByligh
4
5//========================================================
6
7#include"STM32Lib//stm32f10x.h"
8#include"DS18B20.h"
9
10
11
12#defineEnableINT（）
13#defineDisableINT（）
14
15#defineDS_PORTGPIOA
16#defineDS_DQIOGPIO_Pin_1
17#defineDS_RCC_PORTRCC_APB2Periph_GPIOA
18#defineDS_PRECISION0x7f//精度配置寄存器1f=9位;3f=10位;5f=11位;7f=12位;
19#defineDS_AlarmTH0x64
20#defineDS_AlarmTL0x8a
21#defineDS_CONVERT_TICK1000
22
23#defineResetDQ（）GPIO_ResetBits（DS_PORT,DS_DQIO）
24#defineSetDQ（）GPIO_SetBits（DS_PORT,DS_DQIO）
25#defineGetDQ（）GPIO_ReadInputDataBit（DS_PORT,DS_DQIO）
26
27
28staticunsignedcharTempX_TAB[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};
29
30
31voidDelay_us（u32Nus）
32{
33SysTick->LOAD=Nus*9;//时间加载
34SysTick->CTRL|=0x01;//开始倒数
35while（!
（SysTick->CTRL&（1<<16）））;//等待时间到达
36SysTick->CTRL=0X00000000;//关闭计数器
37SysTick->VAL=0X00000000;//清空计数器
38}
39
40
41
42unsignedcharResetDS18B20（void）
43{
44unsignedcharresport;
45SetDQ（）;
46Delay_us（50）;
47
48ResetDQ（）;
49Delay_us（500）;//500us（该时间的时间范围可以从480到960微秒）
50SetDQ（）;
51Delay_us（40）;//40us
52//resport=GetDQ（）;
53while（GetDQ（））;
54Delay_us（500）;//500us
55SetDQ（）;
56returnresport;
57}
58
59voidDS18B20WriteByte（unsignedcharDat）
60{
61unsignedchari;
62for（i=8;i>0;i--）
63{
64ResetDQ（）;//在15u内送数到数据线上，DS18B20在15-60u读数
65Delay_us（5）;//5us
66if（Dat&0x01）
67SetDQ（）;
68else
69ResetDQ（）;
70Delay_us（65）;//65us
71SetDQ（）;
72Delay_us
（2）;//连续两位间应大于1us
73Dat>>=1;
74}
75}
76
77
78unsignedcharDS18B20ReadByte（void）
79{
80unsignedchari,Dat;
81SetDQ（）;
82Delay_us（5）;
83for（i=8;i>0;i--）
84{
85Dat>>=1;
86ResetDQ（）;//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
87Delay_us（5）;//5us
88SetDQ（）;
89Delay_us（5）;//5us
90if（GetDQ（））
91Dat|=0x80;
92else
93Dat&=0x7f;
94Delay_us（65）;//65us
95SetDQ（）;
96}
97returnDat;
98}
99
100
101voidReadRom（unsignedchar*Read_Addr）
102{
103unsignedchari;
104
105DS18B20WriteByte（ReadROM）;
106
107for（i=8;i>0;i--）
108{
109*Read_Addr=DS18B20ReadByte（）;
110Read_Addr++;
111}
112}
113
114
115voidDS18B20Init（unsignedcharPrecision,unsignedcharAlarmTH,unsignedcharAlarmTL）
116{
117DisableINT（）;
118ResetDS18B20（）;
119DS18B20WriteByte（SkipROM）;
120DS18B20WriteByte（WriteScratchpad）;
121DS18B20WriteByte（AlarmTL）;
122DS18B20WriteByte（AlarmTH）;
123DS18B20WriteByte（Precision）;
124
125ResetDS18B20（）;
126DS18B20WriteByte（SkipROM）;
127DS18B20WriteByte（CopyScratchpad）;
128EnableINT（）;
129
130while（!
GetDQ（））;//等待复制完成///////////
131}
132
133
134voidDS18B20StartConvert（void）
135{
136DisableINT（）;
137ResetDS18B20（）;
138DS18B20WriteByte（SkipROM）;
139DS18B20WriteByte（StartConvert）;
140EnableINT（）;
141}
142
143voidDS18B20_Configuration（void）
144{
145GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
146
147RCC_APB2PeriphClockCmd（DS_RCC_PORT,ENABLE）;
148
149GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS_DQIO;
150GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;//开漏输出
151GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//2M时钟速度
152GPIO_Init（DS_PORT,&GPIO_InitStructure）;
153}
154
155
156voidds18b20_start（void）
157{
158DS18B20_Configuration（）;
159DS18B20Init（DS_PRECISION,DS_AlarmTH,DS_AlarmTL）;
160DS18B20StartConvert（）;
161}
162
163
164unsignedshortds18b20_read（void）
165{
166unsignedcharTemperatureL,TemperatureH;
167unsignedintTemperature;
168
169DisableINT（）;
170ResetDS18B20（）;
171DS18B20WriteByte（SkipROM）;
172DS18B20WriteByte（ReadScratchpad）;
173TemperatureL=DS18B20ReadByte（）;
174TemperatureH=DS18B20ReadByte（）;
175ResetDS18B20（）;
176EnableINT（）;
177
178if（TemperatureH&0x80）
179{
180TemperatureH=（~TemperatureH）|0x08;
181TemperatureL=~TemperatureL+1;
182if（TemperatureL==0）
183TemperatureH+=1;
184}
185
186TemperatureH=（TemperatureH<<4）+（（TemperatureL&0xf0）>>4）;
187TemperatureL=TempX_TAB[TemperatureL&0x0f];
188
189//bit0-bit7为小数位，bit8-bit14为整数位，bit15为正负位
190Temperature=TemperatureH;
191Temperature=（Temperature<<8）|TemperatureL;
192
193DS18B20StartConvert（）;
194
195returnTemperature;
196}
197
198
199
200
201
202//============================================
203
204//DS18B20.H
205
206//============================================
207
208#ifndef__DS18B20_H
209#define__DS18B20_H
210
211#defineSkipROM0xCC//跳过ROM
212#defineSearchROM0xF0//搜索ROM
213#defineReadROM0x33//读ROM
214#defineMatchROM0x55//匹配ROM
215#defineAlarmROM0xEC//告警ROM
216
217#defineStartConvert0x44//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
218#defineReadScratchpad0xBE//读暂存器的9个字节
219#defineWriteScratchpad0x4E//写暂存器的温度告警TH和TL
220#defineCopyScratchpad0x48//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
221#defineRecallEEPROM0xB8//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
222#defineReadPower0xB4//读电源的供电方式：
0为寄生电源供电；1为外部电源供电
223
224
225voidds18b20_start（void）;
226unsignedshortds18b20_read（void）;
227
228
229#endif
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