STM32F1使用HAL库驱动DS18B20

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了STM32F1使用HAL库驱动DS18B20。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

DS18B20概述

工程配置

 命令手册

单总线协议

 初始化时序

 写时序

读时序

读取温度

驱动附录


DS18B20概述

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 DS18B20是一款单总线(one wire)芯片,因此其DQ引脚与单片机相连的IO口既要是输入也要是输出,cubeMX的初始化引脚设置只能选择其一,这里我们使用手动配置引脚。

工程配置

先用cubeMX生成一个工程模板,初始化时钟等等。

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 命令手册

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 这里有两个重要的指令,0x44表示触发芯片进行温度转化,0xbe表示请求读取温度转化后的值。

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还有一个常用指令为0xCC,意义是跳过读取芯片ROM而节约时间。

单总线协议

由于是单总线协议,要想写指令,收数据都要遵循其标准,下面查看其时序

 初始化时序

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单片机将DQ线拉低480us至960us后释放总线,ds18b20检测到总线电平变化,会等待15-60us,这段时间总线电平被电阻拉高,然后ds18b20会将总线拉低60-240us,作为应答信号,表明总线上存在ds18b20芯片。然后ds18b20释放总线,电阻将总线拉高。

整个过程为初始化

代码如下

void onewire_init()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
	GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_9;
	GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay_us(500);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
	HAL_Delay_us(50);
	
	onewire_release();
	HAL_Delay_us(500);
}

用逻辑分析仪检测如下

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实际应答时间约为110us 

 写时序

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写时序分为写0时序和写1时序.

写0时序

单片机拉低总线,产生一个下降沿并保持总线低电平60us-120us,在这期间,18b20会在下降沿出现后大约15us-60us内读取总线电平。然后单片机释放总线,由上拉电阻拉高,直至下一次写时序,这段时间为恢复时间,需要大于1us

写1时序

单片机拉低总线,产生一个下降沿并保持总线低电平1-15us,在这期间,18b20会在下降沿出现后大约15us-60us内读取总线电平。然后单片机释放总线,由上拉电阻拉高,直至下一次写时序,这段时间为恢复时间,需要大于1us

void onewire_write(uint8_t dat)
{
	onewire_hold();
	if(dat==0)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay_us(60);
		onewire_release();
		HAL_Delay_us(2);
	}
	else
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay_us(2);
		onewire_release();
		HAL_Delay_us(60);
	}
}

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读时序

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读时序分为读0时序和读1时序

读0时序

单片机拉低总线并至少保持1us的总线低电平,然后释放总线,此时总线电平将由18b20决定,单片机在下降沿后15us处读取总线电平值,为低电平

读1时序

单片机拉低总线并至少保持1us的总线低电平,然后释放总线,此时总线电平将由18b20决定,单片机在下降沿后15us处读取总线电平值,为高电平

uint8_t onewire_read()
{
	uint8_t t;
	onewire_hold();
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay_us(2);
	onewire_release();
	HAL_Delay_us(12);
	t=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_9);
	HAL_Delay_us(50);
	return t;
}

读取温度

float ds18b20_getTemp()
{
	uint16_t temp;
	float value;
	uint8_t lsb,msb;
	onewire_init();
	onewire_sendbyte(0xcc);
	onewire_sendbyte(0x44);
	HAL_Delay(750);
	onewire_init();
	onewire_sendbyte(0xcc);
	onewire_sendbyte(0xbe);
	lsb=onewire_readbyte();
	msb=onewire_readbyte();
	temp=msb;
	temp=(temp<<8)+lsb;
    if((temp&0xf800)==0xf800)
	{
		temp=(~temp)+1;
		value=temp*(-0.0625);
	}
	else
	{
		value=temp*0.0625;	
	}
	return value;	
}

逻辑分析仪波形

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 上图为开启温度转化的引脚逻辑电平变化

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上图为读取温度值

读取到的值为0000 0001 1011 1110

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 由图可知为16*1+8*1+2*1+1*1+0.5+0.25+0.125=27.875°C

与串口显示温度值一致

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 至此,ds18b20的温度转化,温度读取已经完成

驱动附录

onewire.c

#include "onewire.h"

void HAL_Delay_us(uint32_t nus)
{
	uint32_t ticks;
	uint32_t told,tnow,tcnt=0;
	uint32_t reload=SysTick->LOAD;
	ticks=nus*72;
	told=SysTick->VAL;
	while(1)
	{
		tnow=SysTick->VAL;
		if(tnow!=told)
		{
			if(tnow<told)tcnt+=told-tnow;
			else tcnt+=reload-tnow+told;
			told=tnow;
			if(tcnt>=ticks)break;
		}
	}
}
void onewire_release()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;
	GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_9;
	GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
}
void onewire_hold()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_9;
	GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;
	GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
}
void onewire_init()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
	GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_9;
	GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay_us(500);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
	HAL_Delay_us(50);
	
	onewire_release();
	HAL_Delay_us(500);
}

void onewire_write(uint8_t dat)
{
	onewire_hold();
	if(dat==0)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay_us(60);
		onewire_release();
		HAL_Delay_us(2);
	}
	else
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay_us(2);
		onewire_release();
		HAL_Delay_us(60);
	}
}

uint8_t onewire_read()
{
	uint8_t t;
	onewire_hold();
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay_us(2);
	onewire_release();
	HAL_Delay_us(12);
	t=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_9);
	HAL_Delay_us(50);
	return t;
}

void onewire_sendbyte(uint8_t dat)
{
	uint8_t i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		if((dat&0x01)==1)
			onewire_write(1);
		else
			onewire_write(0);
		dat=dat>>1;
	}
}
uint8_t onewire_readbyte(void)    // read one byte
{        
    uint8_t i,j,dat;
    dat=0;
	for (i=1;i<=8;i++) 
	{
        j=onewire_read();
        dat=(j<<7)|(dat>>1);
    }						    
    return dat;
}

onewire.h

#ifndef ONEWIRE_H
#define ONEWIRE_H
#include "main.h"
void onewire_init();
void onewire_write(uint8_t dat);
uint8_t onewire_read();
uint8_t onewire_readbyte(void);
void onewire_sendbyte(uint8_t dat);
#endif

ds18b20.c

#include "ds18b20.h"
#include "onewire.h"
void ds18b20_init()
{
	onewire_init();
}
float ds18b20_getTemp()
{
	uint16_t temp;
	float value;
	uint8_t lsb,msb;
	onewire_init();
	onewire_sendbyte(0xcc);
	onewire_sendbyte(0x44);
	HAL_Delay(750);
	onewire_init();
	onewire_sendbyte(0xcc);
	onewire_sendbyte(0xbe);
	lsb=onewire_readbyte();
	msb=onewire_readbyte();
	temp=msb;
	temp=(temp<<8)+lsb;
    if((temp&0xf800)==0xf800)
	{
		temp=(~temp)+1;
		value=temp*(-0.0625);
	}
	else
	{
		value=temp*0.0625;	
	}
	return value;
	
}

ds18b20.h文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-757354.html

#ifndef DS18B20_H
#define DS18B20_H
#include "main.h"

void ds18b20_init();
float ds18b20_getTemp();
#endif

到了这里,关于STM32F1使用HAL库驱动DS18B20的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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