以下是基于STM32的外部温度传感器实验步骤（以DS18B20为例），包含硬件连接、代码实现和关键注意事项：

1. 硬件连接

2. 代码实现 (HAL库 + 单总线协议)

(1) 微秒级延时函数

void delay_us(uint16_t us) {
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim1, 0);  // 假设使用TIM1
    while (__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim1) < us);
}

(2) DS18B20初始化

uint8_t DS18B20_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    // 配置PA0为开漏输出
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;  // 开漏模式
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    // 复位脉冲（拉低480us）
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
    delay_us(480);

    // 释放总线（拉高）
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
    delay_us(70);

    // 检测应答信号（传感器拉低60-240us）
    if (!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0)) {
        delay_us(400);  // 等待复位完成
        return 1;       // 初始化成功
    }
    return 0;  // 初始化失败
}

(3) 写一位数据

void DS18B20_Write_Bit(uint8_t bit) {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
    delay_us(bit ? 2 : 60);      // 写"1"时短时拉低，写"0"时保持60us
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
    delay_us(bit ? 60 : 2);      // 恢复时间
}

(4) 读一位数据

uint8_t DS18B20_Read_Bit(void) {
    uint8_t bit = 0;
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
    delay_us(2);  // 拉低2us
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
    delay_us(10); // 等待10us后采样
    bit = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0);
    delay_us(50); // 等待时隙结束
    return bit;
}

(5) 读取温度值

float DS18B20_Read_Temp(void) {
    uint8_t temp_l = 0, temp_h = 0;
    uint16_t temp_raw = 0;

    DS18B20_Init();               // 初始化总线
    DS18B20_Write_Byte(0xCC);     // 跳过ROM（单个传感器）
    DS18B20_Write_Byte(0x44);     // 启动温度转换
    HAL_Delay(750);               // 等待转换完成（12位精度）

    DS18B20_Init();
    DS18B20_Write_Byte(0xCC);
    DS18B20_Write_Byte(0xBE);     // 读取暂存器

    temp_l = DS18B20_Read_Byte(); // 读取低字节
    temp_h = DS18B20_Read_Byte(); // 读取高字节

    temp_raw = (temp_h << 8) | temp_l;
    return (float)temp_raw * 0.0625f;  // 转换为℃（精度0.0625）
}

3. 主函数调用

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_TIM1_Init();  // 初始化定时器（用于delay_us）

    while (1) {
        float temp = DS18B20_Read_Temp();
        printf("Temperature: %.2f ℃\n", temp);  // 通过串口输出
        HAL_Delay(2000);  // 每2秒读取一次
    }
}

4. 关键注意事项

1. 上拉电阻：DQ线必须接4.7KΩ上拉电阻！
2. 时序精度：单总线协议对时序敏感，用示波器调试时序。
3. 中断干扰：操作期间禁用中断（__disable_irq()/__enable_irq()）。
4. 电源模式：
   • 寄生电源：DQ线供电，需强上拉（不推荐新手）。
   • 外部电源：VDD接3.3V（推荐）。
5. 多传感器：需实现ROM搜索算法（需唯一64位地址）。

5. 实验结果

通过串口输出温度值：

Temperature: 25.50 ℃
Temperature: 26.12 ℃
...

可根据需求扩展功能：温度报警、多传感器网络、低功耗模式等。建议使用STM32CubeMX配置GPIO和定时器。