STM32F407入门开发: DS18B20温度传感器应用

一、DS18B20硬件原理图与功能介绍

DS18B20是数字温度传感器，单总线接口，读取温度只需要一个IO口，还有不同的封装形式，支持不同的环境。每个DS18B20还有64位的光刻ROM序列号，支持一个IO口上挂载多个DS18B20时，区分设备，也就是支持级联，非常方便，不费IO口。

下面就介绍在STM32F407上面如果驱动DS18B20读取温度，代码采用keil编写，采用多文件的形式，代码分为3个部分：

1. DS18B20.c文件，主要是核心函数的实现。
2. DS18B20.h文件，函数的声明。
3. main.c文件。主函数，调用DS18B20读取文件，并换算之后打印出来。

下面是DS18B20在开发板上的原理图:

二、DS18B20核心代码

2.1 DS18B20.c源码

#include "ds18b20.h"

/*
函数功能：DS18b20IO口初始化
硬件连接：PG9
复用表示自动输出数据
通用表示手动输出数据
*/
void DS18B20_Init(void)
{
	/*1. 开时钟*/
	RCC->AHB1ENR|=1<<6;//使能PORTG时钟

	/*2. 初始化IO模式*/
	DS18B20_OUTPUT();	
}


/*
函数功能：等待DS18B20的回应
返回1:未检测到DS18B20的存在
返回0:存在
*/
u8 DS18B20_Check(void) 	   
{   
	u8 retry=0;
	DS18B20_INPUT()   //设置DS18B20输入模式
	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;
}


/*
从DS18B20读取一个字节
返回值：读到的数据
*/
u8 DS18B20_ReadByte(void)
{        
	u8 i,data=0;
	for(i=0;i<8;i++) 
	{
		DS18B20_OUTPUT();  //初始化为输出模式
		DS18B20_OUT=0;		 //输出0 
		DelayUs(2);        
		DS18B20_OUT=1;     //上拉总线电平
		DS18B20_INPUT()    //初始化为输入模式
		DelayUs(12);
		data>>=1;
		if(DS18B20_IN)
		{
			data|=0x80; 		
		}			
		DelayUs(50);
	}						    
  return data;
}


/*
写一个字节到DS18B20
dat：要写入的字节
*/
void DS18B20_WriteByte(u8 dat)     
{             
	u8 i;
	DS18B20_OUTPUT(); //初始化IO为输出模式
	for(i=0;i<8;i++) 
	{
		if(dat&0x01) //先发低位
		{
			DS18B20_OUT=0;//输出0
			DelayUs(2);                            
			DS18B20_OUT=1;//输出1
			DelayUs(60);             
		}
		else 
		{
			DS18B20_OUT=0;//输出0
			DelayUs(60);             
			DS18B20_OUT=1;//输出1
			DelayUs(2);                          
		}
		dat>>=1;
	 }
}


/*
从ds18b20得到温度值
精度：0.1C
返回值：温度值 （-550~1250） 
*/
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
	u16 temp;
	u8 TL,TH;
	DS18B20_OUTPUT(); 
	DS18B20_OUT=0;		//输出0 //拉低DQ
	DelayUs(750);     //拉低750us
	DS18B20_OUT=1;    //输出1 //DQ=1 
	DelayUs(15);      //15US	  

	DS18B20_Check();	 
	DS18B20_WriteByte(0xcc); //跳过芯片ID检测
	DS18B20_WriteByte(0x44); //转换一次温度

	DS18B20_OUTPUT(); 
	DS18B20_OUT=0;   //输出0 //拉低DQ
	DelayUs(750);    //拉低750us
	DS18B20_OUT=1;	 //输出1 //DQ=1 
	DelayUs(15);     //15US
	DS18B20_Check();	 

	DS18B20_WriteByte(0xcc);// 跳过芯片ID检测
	DS18B20_WriteByte(0xbe);// 读取转换成功的温度数据
	TL=DS18B20_ReadByte();  // LSB   
	TH=DS18B20_ReadByte();  // MSB  
	temp=((u16)TH<<8)|TL;
	return temp;
}

复制代码

DS18B20.h源码

#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<<9*2);\
			GPIOG->MODER|=0x0<<9*2;\
			GPIOG->PUPDR&=~(0x3<<9*2);\
			GPIOG->PUPDR|=0x1<<9*2;\
		}
		
#define DS18B20_OUTPUT() \
		{\
			 GPIOG->MODER&=~(0x3<<9*2);\
			 GPIOG->MODER|=0x1<<9*2;\
			 GPIOG->OTYPER&=~(0x1<<9);\
			 GPIOG->OSPEEDR&=~(0x3<<9*2);\
			 GPIOG->OSPEEDR|=0x2<<9*2;\
			 GPIOG->ODR|=1<<9;\
		}
#endif

复制代码

main.c源码

#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; 	  //温度值的整数和小数部分
	LED_Init();
	KEY_Init();
	USART1_Init(84,115200);
	KEY_EXTI_Init();
	DS18B20_Init();
	while(1)
	{
	  /*读取温度信息*/
		temp=DS18B20_Get_Temp();
		intT = temp >> 4;             //分离出温度值整数部分
		decT = temp & 0xF;            //分离出温度值小数部分
		printf("DS18B20: %d.%d *C\r\n",(int)intT,(int)decT);
		DelayMs(1000);
	}
}
复制代码

温度读取效果