【1】DS18B20介紹

DS18B20是一種數字溫度傳感器，由Maxim Integrated公司生產。它采用單總線接口，能夠在廣泛的溫度范圍內測量溫度，并通過數字方式輸出溫度值，具有較高的精度和穩定性。

以下是DS18B20溫度傳感器的主要特點和操作時序：

（1）特點：

• 單總線接口：DS18B20使用單一的數據線進行通信，簡化了連接和控制。
• 高精度測量：具有12位的溫度分辨率，可測量范圍為-55°C至+125°C。
• 數字輸出：溫度值以二進制形式傳輸，便于處理和解析。
• 內部存儲：傳感器可內部存儲溫度數據和配置信息。
• 低功耗：在非活動狀態下，傳感器可以進入睡眠模式以降低功耗消耗。

（2）操作時序： DS18B20的操作時序包括復位、寫入指令、讀取溫度等過程。下面是DS18B20的基本操作時序：

a. 復位：

• 主機拉低數據線，持續至少480μs作為復位信號。
• 主機釋放數據線，等待15μs以上。

b. 發送指令：

• 主機發出寫入指令（如跳過ROM指令或匹配ROM指令）。
• 指令由主機通過數據線逐位發送，每位的有效時間為60μs。

c. 讀取溫度：

• 主機發出讀取溫度指令。
• 傳感器將溫度數據以序列的形式發送給主機，每位的有效時間為60μs。
• 主機在接收到所有數據后，需提供適當的延遲時間進行解析和處理。

【2】硬件連線說明

STM32F407開發板DS18B20應用案例

開發板硬件連接：

【3】源代碼

在工程中添加ds18b20.c和ds18b20.h文件。

DS18B20代碼如下：

#include "ds18b20.h"
 ?
 /*
 函數功能：DS18b20IO口初始化
 硬件連接：PG9
 復用表示自動輸出數據
 通用表示手動輸出數據
 */
 void DS18B20_Init(void)
 {
 /*1. 開時鐘*/
   RCC- >AHB1ENR|=1< 6;//使能PORTG時鐘
 
 /*2. 初始化IO模式*/
 DS18B20_OUTPUT();
 }
 ?
 ?
 /*
 函數功能：等待DS18B20的回應
 返回1:未檢測到DS18B20的存在
 返回0:存在
 */
 u8 DS18B20_Check(void)    
 {   
 u8 retry=0;
 DS18B20_INPUT()   //設置DS18B20輸入模式
   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;
 }
 ?
 ?
 /*
 從DS18B20讀取一個字節
 返回值：讀到的數據
 */
 u8 DS18B20_ReadByte(void)
 {        
 u8 i,data=0;
 for(i=0;i< 8;i++) 
 {
 DS18B20_OUTPUT();  //初始化為輸出模式
 DS18B20_OUT=0; //輸出0 
 DelayUs(2);        
 DS18B20_OUT=1;     //上拉總線電平
 DS18B20_INPUT()    //初始化為輸入模式
 DelayUs(12);
   data >>=1;
 if(DS18B20_IN)
 {
 data|=0x80; 
 }
 DelayUs(50);
 }    
   return data;
 }
 ?
 ?
 /*
 寫一個字節到DS18B20
 dat：要寫入的字節
 */
 void DS18B20_WriteByte(u8 dat)     
  {             
 u8 i;
 DS18B20_OUTPUT(); //初始化IO為輸出模式
 for(i=0;i< 8;i++) 
 {
 if(dat&0x01) //先發低位
 {
 DS18B20_OUT=0;//輸出0
 DelayUs(2);                            
 DS18B20_OUT=1;//輸出1
 DelayUs(60);             
 }
 else 
 {
 DS18B20_OUT=0;//輸出0
 DelayUs(60);             
 DS18B20_OUT=1;//輸出1
 DelayUs(2);                          
 }
 dat >>=1;
  }
 }
 ?
 ?
 /*
 從ds18b20得到溫度值
 精度：0.1C
 返回值：溫度值 （-550~1250） 
 */
 short DS18B20_Get_Temp(void)
 {
 u16 temp;
 u8 TL,TH;
 DS18B20_OUTPUT(); 
     DS18B20_OUT=0;//輸出0 //拉低DQ
     DelayUs(750);     //拉低750us
     DS18B20_OUT=1;    //輸出1 //DQ=1 
 DelayUs(15);      //15US  
 
     DS18B20_Check(); 
     DS18B20_WriteByte(0xcc); //跳過芯片ID檢測
     DS18B20_WriteByte(0x44); //轉換一次溫度
 
     DS18B20_OUTPUT(); 
     DS18B20_OUT=0;   //輸出0 //拉低DQ
     DelayUs(750);    //拉低750us
     DS18B20_OUT=1; //輸出1 //DQ=1 
     DelayUs(15);     //15US
     DS18B20_Check(); 
 
     DS18B20_WriteByte(0xcc);// 跳過芯片ID檢測
     DS18B20_WriteByte(0xbe);// 讀取轉換成功的溫度數據
     TL=DS18B20_ReadByte();  // LSB   
     TH=DS18B20_ReadByte();  // MSB  
     temp=((u16)TH< 8)|TL;
 return temp;
 }
 ?
 ?

Ds18b20.h代碼示例

#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< MODER|=0x0< PUPDR&=~(0x3< PUPDR|=0x1< 
 
 #define DS18B20_OUTPUT() \\
 {\\
  GPIOG- >MODER&=~(0x3< MODER|=0x1< OTYPER&=~(0x1< OSPEEDR&=~(0x3< OSPEEDR|=0x2< ODR|=1< 
 #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;   //溫度值的整數和小數部分
 LED_Init();
 KEY_Init();
 USART1_Init(84,115200);
 KEY_EXTI_Init();
 DS18B20_Init();
   while(1)
 {
   /*讀取溫度信息*/
 temp=DS18B20_Get_Temp();
 intT = temp > > 4;             //分離出溫度值整數部分
 decT = temp & 0xF;            //分離出溫度值小數部分
 printf("DS18B20: %d.%d *C\\r\\n",(int)intT,(int)decT);
 DelayMs(1000);
 }
 }
 ?
 ?

審核編輯：湯梓紅