STM32F051 温度传感器实现指南

在STM32F051上实现温度传感器功能，主要有两种方式：内部温度传感器和外部传感器（如DS18B20）。以下是详细实现方法：

方案一：使用STM32内部温度传感器

STM32F051内置温度传感器，通过ADC通道16读取。

实现步骤：

1. 初始化ADC

   #include "stm32f0xx.h"
   
   void ADC_Init(void) {
      RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_ADC1EN;  // 启用ADC时钟
      RCC->CFGR2 |= RCC_CFGR2_ADCPRE_DIV8;  // ADC时钟分频（确保≤14MHz）
      ADC1->CR |= ADC_CR_ADEN;              // 启用ADC
      while (!(ADC1->ISR & ADC_ISR_ADRDY)); // 等待ADC就绪
   }

2. 配置温度传感器通道

   void TempSensor_Init(void) {
      // 启用内部温度传感器和VREFINT
      ADC1->CCR |= ADC_CCR_TSEN | ADC_CCR_VREFEN;
      // 选择通道16（温度传感器）
      ADC1->CHSELR = ADC_CHSELR_CHSEL16;
      // 设置采样时间（建议239.5周期）
      ADC1->SMPR = ADC_SMPR_SMP_2 | ADC_SMPR_SMP_1 | ADC_SMPR_SMP_0;
   }

3. 读取温度值

   float Read_Temperature(void) {
      ADC1->CR |= ADC_CR_ADSTART;        // 开始转换
      while (!(ADC1->ISR & ADC_ISR_EOC)); // 等待转换完成
      uint16_t adc_value = ADC1->DR;      // 读取ADC值
   
      // 计算电压 (V_sense = ADC_VALUE * 3.3V / 4096)
      float voltage = (adc_value * 3.3) / 4096.0;
   
      // 转换为温度（公式见STM32F0参考手册）
      float temperature = ((voltage - 0.76) / 0.0025) + 25;
      return temperature;
   }

方案二：外部DS18B20数字温度传感器（单总线协议）

硬件连接：

• DS18B20 DQ → PA0（或其他GPIO）
• 添加4.7kΩ上拉电阻

代码实现：

1. 单总线初始化

   #define DS18B20_PIN  GPIO_PIN_0
   #define DS18B20_PORT GPIOA
   
   void ONEWIRE_Init(void) {
      RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_GPIOAEN; // 启用GPIOA时钟
   }

2. DS18B20复位

   uint8_t DS18B20_Reset(void) {
      GPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODER0_0; // 输出模式
      GPIOA->ODR &= ~DS18B20_PIN;          // 拉低DQ
      delay_us(480);                       // 保持480us
      GPIOA->ODR |= DS18B20_PIN;           // 释放总线
      delay_us(70);                        // 等待70us
      GPIOA->MODER &= ~GPIO_MODER_MODER0;  // 输入模式
      uint8_t presence = !(GPIOA->IDR & DS18B20_PIN); // 检测应答
      delay_us(410);                       // 等待复位完成
      return presence; // 0=设备存在
   }

3. 读取温度

   float DS18B20_ReadTemp(void) {
      DS18B20_Reset();
      DS18B20_WriteByte(0xCC); // 跳过ROM
      DS18B20_WriteByte(0x44); // 启动温度转换
      delay_ms(750);           // 等待转换完成
   
      DS18B20_Reset();
      DS18B20_WriteByte(0xCC);
      DS18B20_WriteByte(0xBE); // 读取暂存器
   
      uint8_t temp_low = DS18B20_ReadByte();
      uint8_t temp_high = DS18B20_ReadByte();
      int16_t temp_raw = (temp_high << 8) | temp_low;
   
      return temp_raw * 0.0625; // 12位精度
   }

关键注意事项：

1. 内部传感器精度：
   • 校准温度范围：-40°C ~ 85°C
   • 典型精度：±1°C（需参考手册校准）
2. 外部传感器优势：
   • 更高精度（±0.5°C）
   • 支持多点测温
3. ADC校准：
   • 建议读取VREFINT通道校准参考电压
4. 延时函数：
   • 需实现微秒级延时（delay_us()），可通过SysTick或循环实现

完整代码需包含单总线协议底层函数（如DS18B20_WriteByte()和DS18B20_ReadByte()），建议参考STM32CubeMX生成初始化代码。