【1】DS18B20介绍

DS18B20是一种数字温度传感器，由Maxim Integrated公司生产。它采用单总线接口，能够在广泛的温度范围内测量温度，并通过数字方式输出温度值，具有较高的精度和稳定性。

以下是DS18B20温度传感器的主要特点和操作时序：

（1）特点：

• 单总线接口：DS18B20使用单一的数据线进行通信，简化了连接和控制。

• 高精度测量：具有12位的温度分辨率，可测量范围为-55°C至+125°C。

• 数字输出：温度值以二进制形式传输，便于处理和解析。

• 内部存储：传感器可内部存储温度数据和配置信息。

• 低功耗：在非活动状态下，传感器可以进入睡眠模式以降低功耗消耗。

（2）操作时序： DS18B20的操作时序包括复位、写入指令、读取温度等过程。下面是DS18B20的基本操作时序：

a. 复位：

• 主机拉低数据线，持续至少480μs作为复位信号。

• 主机释放数据线，等待15μs以上。

b. 发送指令：

• 主机发出写入指令（如跳过ROM指令或匹配ROM指令）。

• 指令由主机通过数据线逐位发送，每位的有效时间为60μs。

c. 读取温度：

• 主机发出读取温度指令。

• 传感器将温度数据以序列的形式发送给主机，每位的有效时间为60μs。

• 主机在接收到所有数据后，需提供适当的延迟时间进行解析和处理。

【2】硬件连线说明

STM32F407开发板DS18B20应用案例

开发板硬件连接：

【3】源代码

在工程中添加ds18b20.c和ds18b20.h文件。

DS18B20代码如下：

#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;

 }

Ds18b20.h代码示例

#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< < 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

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;   //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);

 }

 }