DS18B20温度传感器（STM32F103C8T6）

一、前言

        使用LCD1602实时显示DS18B20传感器捕抓的环境温度（学习笔记整理）。

二、概述

（一）传感器说明

        DS18B20数字温度计提供9位温度读数。信息经过单线接口送入或送出DS18B20传感器，因此从中央处理器到DS18B20仅需要提供电源以及一根数据线，就可以工作。

（二）DS18B20的ROM指令表

（三）DS18B20的RAM指令表

三、DS18B20单总线协议

1、DS18B20初始化

(1) 数据线拉到低电平“0”。

(2) 延时480微妙（该时间的时间范围可以从480到960微妙）。

(3) 数据线拉到高电平“1”。

(4) 延时等待80微妙。如果初始化成功则在15到60微妙时间内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”.根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，所以要进行超时判断。

(5) 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3步的时间算起）最少要480微妙。

2、读时序

(1) 将数据线拉低“0”。

(2) 延时1微妙。

(3) 将数据线拉高“1”,释放总线准备读数据。

(4) 延时10微妙。　//等待数据稳定

(5) 读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。

(6) 延时45微妙。

(7) 重复1～7步骤，直到读完一个字节。

3、写时序

(1) 数据线先置低电平“0”

(2) 延时15微妙。

(3) 按从低位到高位的顺序发送数据(一次只发送一位)。

(4) 延时60微妙。

(5) 将数据线拉到高电平。

(6) 重复1～5步骤，直到发送完整的字节。

(7) 最后将数据线拉高。

四、硬件连接

五、程序例程

1、DS18B20.c文件

#include "ds18b20.h"
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_IO_IN
* 函数功能		   : DS18B20_IO输入配置	   
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_IO_IN(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS18B20_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_Init(DS18B20_PORT,&GPIO_InitStructure);
}
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_IO_OUT
* 函数功能		   : DS18B20_IO输出配置	   
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_IO_OUT(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS18B20_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_Init(DS18B20_PORT,&GPIO_InitStructure);
}
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Reset
* 函数功能		   : 复位DS18B20  
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_Reset(void)	   
{                 
	DS18B20_IO_OUT(); //SET PG11 OUTPUT
	DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ
	delay_us(750);    //拉低750us
	DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1 
	delay_us(15);     //15US
}
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Check
* 函数功能		   : 检测DS18B20是否存在
* 输    入         : 无
* 输    出         : 1:未检测到DS18B20的存在，0:存在
*******************************************************************************/
u8 DS18B20_Check(void) 	   
{   
	u8 retry=0;
	DS18B20_IO_IN();//SET PG11 INPUT	 
	
	while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200)
	{
		retry++;
		delay_us(1);
	};
	
	if(retry>=200)
		return 1;
	else 
		retry=0;
	
	while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240)
	{
		retry++;
		delay_us(1);
	};
	if(retry>=240)
		return 1;	 
	
	return 0;
}
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Read_Bit
* 函数功能		   : 从DS18B20读取一个位
* 输    入         : 无
* 输    出         : 1/0
*******************************************************************************/
u8 DS18B20_Read_Bit(void) 			 // read one bit
{
	u8 data;
	DS18B20_IO_OUT();//SET PG11 OUTPUT
	DS18B20_DQ_OUT=0; 
	delay_us(2);
	DS18B20_DQ_OUT=1; 
	DS18B20_IO_IN();//SET PG11 INPUT
	delay_us(12);
	
	if(DS18B20_DQ_IN)
		data=1;
	else 
		data=0;	 
	
	delay_us(50);  
	
	return data;
}
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Read_Byte
* 函数功能		   : 从DS18B20读取一个字节
* 输    入         : 无
* 输    出         : 一个字节数据
*******************************************************************************/
u8 DS18B20_Read_Byte(void)    // read one byte
{        
	u8 i,j,dat;
	dat=0;
	for (i=1;i<=8;i++) 
	{
		j=DS18B20_Read_Bit();
		dat=(j<<7)|(dat>>1);
	}						    
	return dat;
}
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Write_Byte
* 函数功能		   : 写一个字节到DS18B20
* 输    入         : dat：要写入的字节
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)     
{             
	u8 j;
	u8 testb;
	DS18B20_IO_OUT();//SET PG11 OUTPUT;
	for (j=1;j<=8;j++) 
	{
		testb=dat&0x01;
		dat=dat>>1;
		if (testb) 
		{
			DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1
			delay_us(2);                            
			DS18B20_DQ_OUT=1;
			delay_us(60);             
		}
		else 
		{
			DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0
			delay_us(60);             
			DS18B20_DQ_OUT=1;
			delay_us(2);                          
		}
	}
}
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Start
* 函数功能		   : 开始温度转换
* 输    入         : 无
* 输    出         : 无
*******************************************************************************/
void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert
{   						               
	DS18B20_Reset();	   
	DS18B20_Check();	 
	DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
	DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
} 
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_Init
* 函数功能		   : 初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
* 输    入         : 无
* 输    出         : 1:不存在，0:存在
*******************************************************************************/   	 
u8 DS18B20_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(DS18B20_PORT_RCC,ENABLE);
	
	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS18B20_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_Init(DS18B20_PORT,&GPIO_InitStructure);
 
 	DS18B20_Reset();
	return DS18B20_Check();
}  
 
/*******************************************************************************
* 函 数 名         : DS18B20_GetTemperture
* 函数功能		   : 从ds18b20得到温度值
* 输    入         : 无
* 输    出         : 温度数据
*******************************************************************************/ 
float DS18B20_GetTemperture(void)
{
	u16 temp;
	u8 a,b;
	float value;
	
	DS18B20_Start();                    // ds1820 start convert
	DS18B20_Reset();
	DS18B20_Check();	 
	DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
	DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert	    
	a=DS18B20_Read_Byte(); // LSB   
	b=DS18B20_Read_Byte(); // MSB   
	temp=b;
	temp=(temp<<8)+a;
	
	if((temp&0xf800)==0xf800)
	{
		temp=(~temp)+1;
		value=temp*(-0.0625);
	}
	else
	{
		value=temp*0.0625;	
	}
	return value;    
}

2、主函数

 
int main(void)
{
	float temper = 0.0;
	char display_temp[20] = {0};
	
	Usart1_Pin_Init(115200);
	printf("初始化成功\r\n");
	
	Sys_Delay_Init();
	Lcd1602_Init();
	DS18B20_Init();
	delay_ms(50);
	while(1)
	{
		temper=DS18B20_GetTemperture();
		if(temper<0)
		{
			printf("检测的温度为：-");
		}
		else
		{
			printf("检测的温度为： ");
		}
		printf("%.2f°C\r\n",temper);
		sprintf(display_temp,"TEMP:%.3f",temper);
		Lcd1602_DisplayString(1,1,(u8 *)display_temp); //显示温度值
	}
}

六、实验结果

相关程序和资料，有需要者自行下载

网盘链接：

        链接：https://pan.baidu.com/s/1kW9866jJ9AQYM4YLc1kEUw 
        提取码：o3m4

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