基于STM32自码 DS18B20驱动程序

ID:267624 · 发表于 2017-12-27 12:23

为了加深对于底层驱动开发的认识和理解，楼主决定自撸常见模块，传感器的驱动程序。-------立贴为证。

DS18B20是一款单总线可编程分辨率的数字温度计，详细内容可见中英文datasheet，笔者不在赘述。

很早就接触到的温度传感器，也相信每一个曾学习过嵌入式开发的人都用过，笔者在STM32F4上自码DS18B20驱动，有些小小心得：

1.初始化时序要注意，笔者亲测，在MCU控制单总线为低电平240us即可（数据手册上要求至少480us）释放总线，等待60us后即可检测到到DS18B20返回的拉低单总线信号，此处，需注意至少应在此等待120us，否则可能会导致温度传感器无法正常工作。

2.初学者需注意时序，对于DS18B20的操作都必需经过三步：初始化，ROM命令（多为跳过指令0xCC），DS18B20功能命令。再次强调对其的每一个操作必须经过这三步，可阅读code加深理解。

3.在读取DS18B20时，注意顺序，DS18B20先发送低位，在字节读取时应当注意。

4.初学者应尝试实现对于DS18B20内部ROM的8位系列号（28H），和48位唯一序列号进行读取，以及修改温度传感器内部EEPROM的过温、低温报警值。（可参考笔者code）

废话不多说，上码：

#include <ds18b20.h>
#include "delay.h"
#include "usart.h"
//ds18b20初始化
void init_ds18b20( void )
{
init_onewire_out();
GPIO_ResetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9);
delay_us(480);
init_onewire_in();
delay_us(60);
if( !DQ_In)
{
delay_us(120);
}
}
//ds18b20 检测
void chack_ds18b20( void )
{
init_onewire_out();
GPIO_ResetBits(GPIOG,GPIO_Pin_9);
delay_us(240);
init_onewire_in();
delay_us(60);
if( !DQ_In)
{
delay_us(80);
if( !DQ_In )
printf("检测到DS18B20！\r\n");
}
}
//设置为主设备写总线，从设备读总线
void init_onewire_out( void )
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);//使能GPIOG时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化
}
//设置为主设备读取总线，从设备写总线
void init_onewire_in( void )
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);//使能GPIOG时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
// GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);//初始化
}
void ds18b20_write_byte( u8 data )
{
u8 i;
u8 j=0;
init_onewire_out();
for(i=0;i<8;i++)
{
j=data & 0x01;
if(j)
{
DQ_Out=0; //写1
delay_us(15);
DQ_Out=1;
delay_us(60);
}
else
{
DQ_Out=0; //写0
delay_us(60);
DQ_Out=1;
delay_us(1);
}
data = data>>1;
}
}
//读取DS18B20 的一位
u8 ds18b20_read_bit( void )
{
u8 bit;
init_onewire_out();
DQ_Out=0;
delay_us(2);
DQ_Out=1;
init_onewire_in();
delay_us(12);
if(DQ_In)
bit=1;
else
bit=0;
delay_us(50);
return bit;
}
//读ds18b20的字节
u8 ds18b20_read_byte ( void )
{
u8 data=0;
u8 i;
u8 j=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
j=ds18b20_read_bit();
if(j) //注意顺序即可，ds18b20先发送地位到总线上
j=j<<i;
data |=j;
}
return data;
}
//获取ds18b20的系列码和48位唯一序列号
void ds18b20_read_rom_number()
{
u32 number=0;
u8 data,i,serial_num,ds18b20_crc;
init_ds18b20();
ds18b20_write_byte(0x33);
serial_num = ds18b20_read_byte();
for(i=0;i<6;i++)
{
data = ds18b20_read_byte();
number |= data;
number = number<<8;
}
ds18b20_crc = ds18b20_read_byte();
printf("系列号是：%d\r\n",serial_num);
printf("序列号是：%d\r\n",number);
printf("CRC校验为：%d\r\n",ds18b20_crc);
}
//开启ds18b20温度转换
void tem_chage( void )
{
init_ds18b20();
ds18b20_write_byte(0xcc); //忽略rom指令
ds18b20_write_byte(0x44); //开启转换
}
short get_temp( void )
{
int temp=0;
u8 i,TH,TL;
short tem;
tem_chage();
delay_us(10);
init_ds18b20();
ds18b20_write_byte(0xcc); //忽略rom指令
ds18b20_write_byte(0xbe); //读取温度转换值
TL=ds18b20_read_byte();
TH=ds18b20_read_byte();
if(TH > 7) //通过判读存储器的高五位的0，1来判断温度的正负，
{
temp = 0; //为负
TH =~TH;
TL =~TL;
}
else
temp = 1; //为正
tem = TH;
tem =tem<<8;
tem =tem+TL;
tem = (double)tem * 0.625;
if(temp)
return tem;
else
return -tem;
}
void ds18b20_return_TH_TL_CONF( void )
{
char data,data_TH,data_TL,CONF;
init_ds18b20();
ds18b20_write_byte(0xcc); //忽略rom指令
ds18b20_write_byte(0xbe); //读取温度转换值
data = ds18b20_read_byte();
data = ds18b20_read_byte();
data_TH = ds18b20_read_byte();
data_TL = ds18b20_read_byte();
CONF =ds18b20_read_byte();
printf("过温报警的温度为：%d℃\r\n",data_TH);
printf("低温报警的温度为：%d℃\r\n",-(data_TL-128));
CONF &=0x60 ;
CONF =CONF>>5;
switch (CONF) {
case 0:
printf("ds18b20的测量精度为9位，精度为0.5℃\r\n");
break;
case 1:
printf("ds18b20的测量精度为10位，精度为0.25℃\r\n");
break;
case 2:
printf("ds18b20的测量精度为11位，精度为0.125℃\r\n");
break;
case 3:
printf("ds18b20的测量精度为12位，精度为0.0625℃\r\n");
break;
default:
printf("error!!\r\n");
break;
}
}
//设置温度报警值和配置精度，TH过温报警值(TH>0)，TL低温报警值(TL为负数 )，mode配置模式0,1,2,3
//mode=0 精度为9位 00011111 dat=31
//mode=1 精度为10位 00111111 dat=63
//mode=2 精度为11位 01011111 dat=95
//mode=3 精度为12位 01111111 dat =127
void ds18b20_write_TH_TL_CONF(u8 TH,u8 TL,u8 mode)
{
u8 dat;
switch (mode){
case 0:
dat=31;
break;
case 1:
dat=63;
break;
case 2:
dat=95;
break;
case 3:
dat=127;
break;
default:
printf("mode error!!\r\n");
dat=127;
break;
}
TL=TL+128;
init_ds18b20();
ds18b20_write_byte(0xcc); //忽略rom指令
ds18b20_write_byte(0x4e); //写入暂存寄存器，过温和低温报警值
ds18b20_write_byte(TH); //写入20°为过温报警值
ds18b20_write_byte(TL); //写入-20°为低温报警值
ds18b20_write_byte(dat); //写入精度
init_ds18b20();
ds18b20_write_byte(0xcc); //忽略rom指令
ds18b20_write_byte(0x48); //将写入的暂存寄存器拷入EEPROM
}
void ds18b20_chack_self( void )
{
chack_ds18b20();
ds18b20_read_rom_number();
ds18b20_return_TH_TL_CONF();
}

复制代码

笔者用串口助手得到结果如下：

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