当前位置:文档之家› STM32制作DS18B20 温度传感器解析

STM32制作DS18B20 温度传感器解析

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STM32 IO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]view plaincopy1//========================================================23// DS18B20.C By ligh45//========================================================67#include "STM32Lib//stm32f10x.h"8#include "DS18B20.h"9101112#define EnableINT()13#define DisableINT()1415#define DS_PORT GPIOA16#define DS_DQIO GPIO_Pin_117#define DS_RCC_PORT RCC_APB2Periph_GPIOA18#define DS_PRECISION 0x7f //精度配置寄存器 1f=9位; 3f=10位; 5f=11位; 7f=12位; 19#define DS_AlarmTH 0x6420#define DS_AlarmTL 0x8a21#define DS_CONVERT_TICK 10002223#define ResetDQ() GPIO_ResetBits(DS_PORT,DS_DQIO)24#define SetDQ() GPIO_SetBits(DS_PORT,DS_DQIO)25#define GetDQ() GPIO_ReadInputDataBit(DS_PORT,DS_DQIO)262728static unsigned charTempX_TAB[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};293031void Delay_us(u32 Nus)32{33 SysTick->LOAD=Nus*9; //时间加载34 SysTick->CTRL|=0x01; //开始倒数35while(!(SysTick->CTRL&(1<<16))); //等待时间到达36 SysTick->CTRL=0X00000000; //关闭计数器37 SysTick->VAL=0X00000000; //清空计数器38}39404142unsigned char ResetDS18B20(void)43{44 unsigned char resport;45 SetDQ();46 Delay_us(50);4748 ResetDQ();49 Delay_us(500); //500us (该时间的时间范围可以从480到960微秒)50 SetDQ();51 Delay_us(40); //40us52 //resport = GetDQ();53while(GetDQ());54 Delay_us(500); //500us55 SetDQ();56return resport;57}5859void DS18B20WriteByte(unsigned char Dat)60{61 unsigned char i;62for(i=8;i>0;i--)63 {64 ResetDQ(); //在15u内送数到数据线上,DS18B20在15-60u读数65 Delay_us(5); //5us66if(Dat & 0x01)67 SetDQ();68else69 ResetDQ();70 Delay_us(65); //65us71 SetDQ();72 Delay_us(2); //连续两位间应大于1us73 Dat >>= 1;74 }75}767778unsigned char DS18B20ReadByte(void)79{80 unsigned char i,Dat;81 SetDQ();82 Delay_us(5);83for(i=8;i>0;i--)84 {85 Dat >>= 1;86 ResetDQ(); //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87 Delay_us(5); //5us88 SetDQ();89 Delay_us(5); //5us90if(GetDQ())91 Dat|=0x80;92else93 Dat&=0x7f;94 Delay_us(65); //65us95 SetDQ();96 }97return Dat;98}99100101void ReadRom(unsigned char *Read_Addr)102{103 unsigned char i;104105 DS18B20WriteByte(ReadROM);106107for(i=8;i>0;i--)108 {109 *Read_Addr=DS18B20ReadByte();110 Read_Addr++;111 }112}113114115void DS18B20Init(unsigned char Precision,unsigned char AlarmTH,unsigned char AlarmTL)116{117 DisableINT();118 ResetDS18B20();119 DS18B20WriteByte(SkipROM);120 DS18B20WriteByte(WriteScratchpad);121 DS18B20WriteByte(AlarmTL);122 DS18B20WriteByte(AlarmTH);123 DS18B20WriteByte(Precision);124125 ResetDS18B20();126 DS18B20WriteByte(SkipROM);127 DS18B20WriteByte(CopyScratchpad);128 EnableINT();129130while(!GetDQ()); //等待复制完成 ///////////131}132133134void DS18B20StartConvert(void)135{136 DisableINT();137 ResetDS18B20();138 DS18B20WriteByte(SkipROM);139 DS18B20WriteByte(StartConvert);140 EnableINT();141}142143void DS18B20_Configuration(void)144{145 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;146147 RCC_APB2PeriphClockCmd(DS_RCC_PORT, ENABLE);148149 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS_DQIO;150 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //开漏输出151 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //2M时钟速度152 GPIO_Init(DS_PORT, &GPIO_InitStructure);153}154155156void ds18b20_start(void)157{158 DS18B20_Configuration();159 DS18B20Init(DS_PRECISION, DS_AlarmTH, DS_AlarmTL);160 DS18B20StartConvert();161}162163164unsigned short ds18b20_read(void)165{166 unsigned char TemperatureL,TemperatureH;167 unsigned int Temperature;168169 DisableINT();170 ResetDS18B20();171 DS18B20WriteByte(SkipROM);172 DS18B20WriteByte(ReadScratchpad);173 TemperatureL=DS18B20ReadByte();174 TemperatureH=DS18B20ReadByte();175 ResetDS18B20();176 EnableINT();177178if(TemperatureH & 0x80)179 {180 TemperatureH=(~TemperatureH) | 0x08;181 TemperatureL=~TemperatureL+1;182if(TemperatureL==0)183 TemperatureH+=1;184 }185186 TemperatureH=(TemperatureH<<4)+((TemperatureL&0xf0)>>4); 187 TemperatureL=TempX_TAB[TemperatureL&0x0f];188189 //bit0-bit7为小数位,bit8-bit14为整数位,bit15为正负位190 Temperature=TemperatureH;191 Temperature=(Temperature<<8) | TemperatureL;192193 DS18B20StartConvert();194195return Temperature;196}197198199200201202//============================================203204// DS18B20.H205206//============================================207208#ifndef __DS18B20_H209#define __DS18B20_H210211#define SkipROM 0xCC //跳过ROM212#define SearchROM 0xF0 //搜索ROM213#define ReadROM 0x33 //读ROM214#define MatchROM 0x55 //匹配ROM215#define AlarmROM 0xEC //告警ROM216217#define StartConvert 0x44 //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1218#define ReadScratchpad 0xBE //读暂存器的9个字节219#define WriteScratchpad 0x4E //写暂存器的温度告警TH和TL220#define CopyScratchpad 0x48 //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1221#define RecallEEPROM 0xB8 //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1222#define ReadPower 0xB4 //读电源的供电方式:0为寄生电源供电;1为外部电源供电223224225void ds18b20_start(void);226unsigned short ds18b20_read(void);227228229#endif。

相关主题