STM32F407开发板DS18B20应用案例

【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。

（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。

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。

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。

【2】硬件连线说明

STM32F407开发板DS18B20应用案例

开发板硬件连接：

【3】源代码

在工程中添加ds18b20.c和ds18b20.h文件。

DS18B20代码如下：

#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;
 }
 ​
 ​

Ds18b20.h代码示例

#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
 ​

Main.c文件示例

#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);
 }
 }
 ​
 ​

　　审核编辑：汤梓红