STM32驱动DS18B20

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

其内部结构如下所示

DS18B20的通讯方式是单总线的,一般而言,我们遇到的封装都是如下

其中DQ就是主要的通讯线路,对DS的读取和写入都需要主机来控制DQ线路的DQ高低电平的时间来确定,具体如下

一般而言,DQ线需要接一个上拉电阻,所以,才写操作的最后一步都需要将总线拉高

向DS写0需要总线拉低至少60US最多120US就算完成,也就是说,1-->0(持续60-120us)-->1 写入了0

像DS写入1需要总线拉低最少1us最多15US,然后总线拉高,拉高时间至少15us,一般40us以上即可  1->0(1-15us,推荐5us)-->1(持续15us以上,推荐40us)

由此可见,DS的总线采样实在总线拉低之后的15us开始的

读取DS分别为读取1和读取0,但是这两者时序是统一的

首先总线拉低至少1us,最多15us,还是选择2us,然后释放总线(也就是说进入输入模式),等待15us以上的事件,然后采样,高电平为1低电平为0

1-->0(持续2us,最多15us)-->等待15us以上60us以下-->采样总线电平,得到1或者0,记得采样完成之后切换到输出模式将总线拉高便于下一次使用

DS18B20的命令

DS1820有三个主要数字部件：1）64位激光ROM，2）温度传感器，3）非易失性温度报警触发器TH和TL

启动温度转换的命令是0X44,读取命令是0XBE

所以一般而言,对于DS的驱动包含以下几步

复位-->发 SKIP ROM 命令（0XCC）-->发开始转换命令（0X44）-->延时-->复
位-->发送 SKIP  ROM 命令（0XCC）-->发读存储器命令（0XBE）-->连续读出两个字节数据(即
温度)-->结束

我们在读取的时候只读取两个字节的原因在于DS的存储器布局

前两个就是我们需要的温度,当然也可以读取全部的,扩展驱动达到其他目的

以下是驱动代码,STM32驱动代码中使用了位段操作

#ifndef __Ds18b20H
#define __Ds18b20H
#include "ioremap.h"
#include "delay.h"
#include "uart.h"

//IO方向设置
#define Ds18b20IO_IN()  {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}
#define Ds18b20IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}

////IO操作函数
#define	Ds18b20DQ_OUT PGout(11) //数据端口	PG11
#define	Ds18b20DQ_IN  PGin(11)  //数据端口	PG11 

u8 Ds18b20Init(void);			//初始化DS18B20

short Ds18b20GetTemp(void);	//获取温度

void Ds18b20Start(void);		//开始温度转换

void Ds18b20WriteByte(u8 dat);//写入一个字节

u8 Ds18b20ReadByte(void);		//读出一个字节

u8 Ds18b20ReadBit(void);		//读出一个位

u8 Ds18b20Check(void);			//检测是否存在DS18B20

void Ds18b20Rst(void);			//复位DS18B20   

void Ds18b20Show(void);

#endif

#include "ds18b20.h"

//复位DS18B20
void Ds18b20Rst(void)
{
    Ds18b20IO_OUT(); //SET PA0 OUTPUT
    Ds18b20DQ_OUT=0; //拉低DQ
    DelayUs(750);    //拉低750us
    Ds18b20DQ_OUT=1; //DQ=1
    DelayUs(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 Ds18b20Check(void)
{
    u8 retry=0;
    Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT
    while (Ds18b20DQ_IN&&retry<200)
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    };
    if(retry>=200)return 1;
    else retry=0;
    while (!Ds18b20DQ_IN&&retry<240)
    {
        retry++;
        DelayUs(1);
    };
    if(retry>=240)return 1;
    return 0;
}

//从DS18B20读取一个位
//返回值：1/0
u8 Ds18b20ReadBit(void) 			 // read one bit
{
    u8 data;
    Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT
    Ds18b20DQ_OUT=0;
    DelayUs(2);
    Ds18b20DQ_OUT=1;
    Ds18b20IO_IN();//SET PA0 INPUT
    DelayUs(12);
    if(Ds18b20DQ_IN)data=1;
    else data=0;
    DelayUs(50);
    return data;
}

//从DS18B20读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 Ds18b20ReadByte(void)    // read one byte
{
    u8 i,j,dat;
    dat=0;
    for (i=1;i<=8;i++)
    {
        j=Ds18b20ReadBit();
        dat=(j<<7)|(dat>>1);
    }
    return dat;
}

//写一个字节到DS18B20
//dat：要写入的字节
void Ds18b20WriteByte(u8 dat)
{
    u8 j;
    u8 testb;
    Ds18b20IO_OUT();//SET PA0 OUTPUT;
    for (j=1;j<=8;j++)
    {
        testb=dat&0x01;
        dat=dat>>1;
        if (testb)
        {
            Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 1
            DelayUs(2);
            Ds18b20DQ_OUT=1;
            DelayUs(60);
        }
        else
        {
            Ds18b20DQ_OUT=0;// Write 0
            DelayUs(60);
            Ds18b20DQ_OUT=1;
            DelayUs(2);
        }
    }
}

//开始温度转换
void Ds18b20Start(void)// ds1820 start convert
{
    Ds18b20Rst();
    Ds18b20Check();
    Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
    Ds18b20WriteByte(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 Ds18b20Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);	 //使能PORTG口时钟 

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;				//PORTG.11 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_SetBits(GPIOG,GPIO_Pin_11);    //输出1

    Ds18b20Rst();

    return Ds18b20Check();
}  

//从ds18b20得到温度值
//精度：0.1C
//返回值：温度值 （-550~1250）
short Ds18b20GetTemp(void)
{
    u8 temp;
    u8 TL,TH;
    short tem;
    Ds18b20Start ();                    // ds1820 start convert
    Ds18b20Rst();
    Ds18b20Check();
    Ds18b20WriteByte(0xcc);// skip rom
    Ds18b20WriteByte(0xbe);// convert
    TL=Ds18b20ReadByte(); // LSB
    TH=Ds18b20ReadByte(); // 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=(short)((float)tem*0.625);//转换
    if(temp)return tem; //返回温度值
    else return -tem;
} 

void Ds18b20Show(void)
{
	short t = 0;
	t = Ds18b20GetTemp();
	printf("ds18b20 temp is %d\r\n",t);
}