DS18B20温度传感器实验

DS18B20 简介

DS18B20 是由 DALLAS 半导体公司推出的一种的“一线总线”接口的温度传感器。与传
统的热敏电阻等测温元件相比，它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的
数字化温度传感器。一线总线结构具有简洁且经济的特点，可使用户轻松地组建传感器网络，
从而为测量系统的构建引入全新概念，测量温度范围为-55~+125℃ ，精度为±0.5℃。现场温
度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。它能直接读出被测温度，
并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9~l2 位的数字值读数方式。它工作在 3~5.5 V 的电压
范围，采用多种封装形式，从而使系统设计灵活、方便，设定分辨率及用户设定的报警温度存
储在 EEPROM 中，掉电后依然保存。

硬件设计

由于开发板上标准配置是没有 DS18B20 这个传感器的，只有接口，所以要做本章的实验，
大家必须找一个 DS18B20 插在预留的 18B20 接口上。
本章实验功能简介：开机的时候先检测是否有 DS18B20 存在，如果没有，则提示错误。
只有在检测到 DS18B20 之后才开始读取温度并显示在 LCD 上，如果发现了 DS18B20，则程
序每隔 100ms 左右读取一次数据，并把温度显示在 LCD 上。同样我们也是用 DS0 来指示程序
正在运行。
所要用到的硬件资源如下：
1） 指示灯 DS0
2） TFTLCD 模块
3） DS18B20 温度传感器

软件设计

#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"
//复位 DS18B20
void DS18B20_Rst(void) 
{ 
DS18B20_IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
 DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低 DQ
 delay_us(750); //拉低 750us
 DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1 
delay_us(15); //15US
}
//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_IO_IN();//SET PA0 INPUT
 while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200) { retry++; delay_us(1); };
if(retry>=200)return 1;
else retry=0;
 while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240) { retry++; delay_us(1); };
if(retry>=240)return 1; 
return 0;
}
ALIENTEK MiniSTM32 V3.0 开发板教程
381
STM32 不完全手册（库函数版）
//从 DS18B20 读取一个位
//返回值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void) 
{
 u8 data;
DS18B20_IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
 DS18B20_DQ_OUT=0; 
delay_us(2);
 DS18B20_DQ_OUT=1; 
DS18B20_IO_IN(); //SET PA0 INPUT
delay_us(12);
if(DS18B20_DQ_IN)data=1;
 else data=0;
 delay_us(50); 
 return data;
}
//从 DS18B20 读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void) 
{ 
 u8 i,j,dat=0;
for (i=1;i<=8;i++) 
{
 j=DS18B20_Read_Bit();
 dat=(j<<7)|(dat>>1);
 } 
 return dat;
}
//写一个字节到 DS18B20
//dat：要写入的字节
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat) 
{ 
 u8 j; u8 testb;
DS18B20_IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
 for (j=1;j<=8;j++) 
{
 testb=dat&0x01;
 dat=dat>>1;
 if (testb) 
 {
 DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 1
 delay_us(2); 
 DS18B20_DQ_OUT=1;
ALIENTEK MiniSTM32 V3.0 开发板教程
382
STM32 不完全手册（库函数版）
 delay_us(60); 
 }
 else 
 {
 DS18B20_DQ_OUT=0;// Write 0
 delay_us(60); 
 DS18B20_DQ_OUT=1;
 delay_us(2); 
 }
 } }
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert
{ 
 DS18B20_Rst(); 
DS18B20_Check();
 DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
 DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
} 
//初始化 DS18B20 的 IO 口 DQ 同时检测 DS 的存在
//返回 1:不存在
//返回 0:存在 
u8 DS18B20_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//使能 PORTA 时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //PORTA0 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //输出 1
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Check();
} //从 ds18b20 得到温度值
//精度：0.1C
//返回值：温度值 （-550~1250）
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
 u8 temp; u8 TL,TH;
short tem;
 DS18B20_Start (); // ds1820 start convert
 DS18B20_Rst();
 DS18B20_Check();
 DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
 DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert 
 TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB 
 TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB 
 if(TH>7)
 {
 TH=~TH; TL=~TL;
 temp=0;//温度为负 
 }else temp=1;//温度为正 
 tem=TH; //获得高八位
 tem<<=8; 
 tem+=TL;//获得底八位
 tem=(float)tem*0.625;//转换 
if(temp)return tem; //返回温度值
else return -tem; 
}

#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H 
#include "sys.h" 
//IO 方向设置
#define DS18B20_IO_IN() {GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=8<<0;}
#define DS18B20_IO_OUT() {GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=3<<0;}
////IO 操作函数 
#define DS18B20_DQ_OUT PAout(0) //数据端口 PA0
#define DS18B20_DQ_IN PAin(0) //数据端口 PA0 
u8 DS18B20_Init(void); //初始化 DS18B20
short DS18B20_Get_Temp(void); //获取温度
void DS18B20_Start(void); //开始温度转换
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat); //写入一个字节
u8 DS18B20_Read_Byte(void); //读出一个字节
u8 DS18B20_Read_Bit(void); //读出一个位
u8 DS18B20_Check(void); //检测是否存在 DS18B20
void DS18B20_Rst(void); //复位 DS18B20 
#endif 
#endif
````c
````main.c
int main(void)
{
u8 t=0; 
short temperature; 
delay_init(); //延时函数初始化 
uart_init(9600); //串口初始化为 9600
LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
LCD_Init();
POINT_COLOR=RED; //设置字体为红色
LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"Mini STM32");
LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"DS18B20 TEST");
LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"[e-mail]");
LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2014/3/12"); 
while(DS18B20_Init()) //DS18B20 初始化
{
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"DS18B20 Error"); delay_ms(200);
LCD_Fill(60,130,239,130+16,WHITE); delay_ms(200);
} 
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"DS18B20 OK");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"Temp: . C");
while(1)
{ 
if(t%10==0)//每 100ms 读取一次
{ 
temperature=DS18B20_Get_Temp();
if(temperature<0)
{
LCD_ShowChar(60+40,150,'-',16,0); //显示负号
temperature=-temperature; //转为正数
}else LCD_ShowChar(60+40,150,' ',16,0); //去掉负号
LCD_ShowNum(60+40+8,150,temperature/10,2,16); //显示正数部分 
 LCD_ShowNum(60+40+32,150,temperature%10,1,16); //显示小数部分
 
} 
delay_ms(10); t++;
if(t==20) {t=0;LED0=!LED0;}
}

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