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第十九讲 DS18B20温度传感器实验

目录 DS18B20介绍 1 实验程序讲解 2

DS18B20介绍 DS18B20技术性能特征 ①、 独特的单总线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实 ② 、测温范围 －55℃～+125℃，精度为±0．5℃。 ③、支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个， 实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的 不稳定。 ④、 工作电源: 3.0~5.5V/DC （可以数据线寄生电源）。 ⑤ 、在使用中不需要任何外围元件。 ⑥、 测量结果以9~12位数字量方式串行传送。

DS18B20介绍 DS18B20封装

DS18B20介绍 连接方式

DS18B20介绍 硬件连接 阿波罗

DS18B20介绍 硬件连接 精英 战舰 mini 探索者

DS18B20介绍 单总线是一种半双工通信方式 DS18B20共有6种信号类型：复位脉冲、应答脉冲、写0、写1、读0和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都由主机发出同步信号。并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前。 边讲信号类型，边讲代码配置的方式，让大家了解STM32驱动18B20过程。

DS18B20介绍 信号线：PB12（阿波罗F429） 信号线：PB12（阿波罗F767） //IO方向设置 ////IO操作函数 #define DS18B20_IO_IN() {GPIOB->MODER&=~(3<<(12*2));GPIOB->MODER|=0<<12*2;}//PB5输入模式 #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOB->MODER&=~(3<<(12*2));GPIOB->MODER|=1<<12*2;}//PB5输出模式 ////IO操作函数 #define DS18B20_DQ_OUT PBout(12) //数据端口 PB12 #define DS18B20_DQ_IN PBin(12) //数据端口 PB12 信号线：PB12（阿波罗F767） //IO方向设置 #define DS18B20_IO_IN() {GPIOB->MODER&=~(3<<(12*2));GPIOB->MODER|=0<<12*2;} //PB12输入模式 #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOB->MODER&=~(3<<(12*2));GPIOB->MODER|=1<<12*2;} //PB12输出模式 //IO操作函数 #define DS18B20_DQ_OUT(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_12,GPIO_PIN_SET) \ :HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_12,GPIO_PIN_RESET)) //数据端口PB12 #define DS18B20_DQ_IN HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_12) //数据端口 PB12

DS18B20介绍 信号线：PG11（战舰/精英） 信号线：PA0（mini） 信号线：PG9（探索者） //IO方向设置 #define DS18B20_IO_IN() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;} #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;} //IO操作 #define DS18B20_DQ_OUT PGout(11) //数据端口PA0 #define DS18B20_DQ_IN PGin(11) //数据端口 PA0 信号线：PA0（mini） //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 #define DS18B20_DQ_OUT PAout(0) //数据端口 PA0 #define DS18B20_DQ_IN PAin(0) //数据端口 PA0 信号线：PG9（探索者） //IO方向设置 #define DS18B20_IO_IN() {GPIOG->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOG->MODER|=0<<9*2;} //PG9输入模 #define DS18B20_IO_OUT() {GPIOG->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOG->MODER|=1<<9*2;} //PG9输出模////IO操作 #define DS18B20_DQ_OUT PGout(9) //数据端口PG9 #define DS18B20_DQ_IN PGin(9) //数据端口 PG9

DS18B20介绍 复位脉冲 单总线上的所有通信都是以初始化序列开始。主机输出低电平，保持低电平时间至少480 us，，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7K的上拉电阻将单总线拉高，延时15～60 us，并进入接收模式(Rx)。接着DS18B20拉低总线60~240 us，以产生低电平应答脉冲。 //复位DS18B20 void DS18B20_Rst(void) { DS18B20_IO_OUT(); //设置为输出模式 DS18B20_DQ_OUT=0; //拉低DQ delay_us(750); //拉低750us（至少480us) DS18B20_DQ_OUT=1; //DQ=1拉高释放总线 delay_us(15); //15US //进入接受模式，等待应答信号。 }

DS18B20介绍 ② 应答信号 //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) if(retry>=240)return 1; return 0; }

DS18B20介绍 ③ 写时序 写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us，且在2次独立的写时序之间至少需要1us的恢复时间，两种写时序均起始于主机拉低总线。 写1时序：主机输出低电平，延时2us，然后释放总线，延时60us。 写0时序：主机输出低电平，延时60us，然后释放总线，延时2us。

DS18B20介绍 //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();//设置PA0为输出 for (j=1;j<=8;j++) testb=dat&0x01; dat=dat>>1; if (testb) //输出高 DS18B20_DQ_OUT=0;// 主机输出低电平 delay_us(2); //延时2us DS18B20_DQ_OUT=1;//释放总线 delay_us(60); //延时60us } else //输出低 DS18B20_DQ_OUT=0;//主机输出低电平 delay_us(60); //延时60us

DS18B20介绍 ④ 读时序 单总线器件仅在主机发出读时序时，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。 所有读时序至少需要60us，且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。 典型的读时序过程为：主机输出低电平延时2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后读取单总线当前的电平，然后延时50us。

DS18B20介绍 典型的读时序过程为：主机输出低电平延时2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后读取单总线当前的电平，然后延时50us。 //从DS18B20读取一个位 //返回值：1/0 u8 DS18B20_Read_Bit(void) // read one bit { u8 data; DS18B20_IO_OUT();//设置为输出 DS18B20_DQ_OUT=0; //输出低电平2us delay_us(2); DS18B20_DQ_OUT=1; //拉高释放总线 DS18B20_IO_IN();//设置为输入 delay_us(12);//延时12us if(DS18B20_DQ_IN)data=1;//读取总线数据 else data=0; delay_us(50); //延时50us return data; }

DS18B20介绍 读取一个字节数据 //从DS18B20读取一个字节 //返回值：读到的数据 u8 DS18B20_Read_Byte(void) // read one byte { u8 i,j,dat; dat=0; for (i=1;i<=8;i++) j=DS18B20_Read_Bit(); dat=(j<<7)|(dat>>1); } return dat;

DS18B20介绍 我们来看看DS18B20的典型温度读取过程，DS18B20的典型温度读取过程为：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。

DS18B20介绍 //开始温度转换 void DS18B20_Start(void)// ds1820 start convert { //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();复位 DS18B20_Check(); DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert TL=DS18B20_Read_Byte(); TH=DS18B20_Read_Byte(); 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; } //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 } 转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0， 这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际 温度。 例如+125℃的数字输出为07D0H，，-25.0625℃的数字输出为FE6FH。

DS18B20介绍 再梳理一下开发板配套实验程序源码。

2019/6/16 2019/6/16