DS18B20温度传感器详解（STM32）

目录

一、介绍

二、传感器原理

1.原理图

2.工作时序

3.工作原理：复位脉冲与应答脉冲

4.工作原理：写时序

5.工作原理：读时序

6.工作原理：DS18B20读取的数据格式

7.工作原理：DS18B20配置步骤

三、程序设计

main.c文件

ds18b20.h文件

ds18b20.c文件

四、实验效果 

五、资料获取

项目分享

一、介绍

        DS18B20是一种常见的数字型温度传感器，具备独特的单总线接口方式。其控制命令和数据都是以数字信号的方式输入输出，相比较于模拟温度传感器，具有功能强大、硬件简单、易扩展、抗干扰性强等特点。

以下是DHT11温湿度传感器的参数：

哔哩哔哩视频链接：

（资料分享见文末） 

二、传感器原理

1.原理图

单总线上必须有一个上拉电阻（R1）以实现单总线闲置时，其处于高电平状态，也可配置为开漏模式

引脚描述

2.工作时序

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。

3.工作原理：复位脉冲与应答脉冲

4.工作原理：写时序

5.工作原理：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

6.工作原理：DS18B20读取的数据格式

7.工作原理：DS18B20配置步骤

三、程序设计

1.使用STM32F103C8T6读取DS18B20温度传感器采集的数据，通过串口发送至电脑

2.将读取得到的温湿度数据同时在OLED上显示

main.c文件

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"	 
#include "OLED.h"
#include "ds18b20.h"
#include "string.h" 	/*****************辰哥单片机设计******************STM32* 项目			:	DS18B20数字温度传感器读取实验                   * 版本			: V1.0* 日期			: 2024.8.13* MCU			:	STM32F103C8T6* 接口			:	见ds18b20.h							* BILIBILI	:	辰哥单片机设计* CSDN			:	辰哥单片机设计* 作者			:	辰哥**********************BEGIN***********************/int main(void)
{	unsigned char p[16]=" ";short temperature = 0; 				//温度值delay_init(72);	  LED_Init();		  				//初始化与控制设备连接的硬件接口OLED_Init();					//OLED初始化delay_ms(50);OLED_Clear();						//清屏//显示“温度：”OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1);OLED_ShowChinese(16,0,1,16,1);OLED_ShowChar(40,0,':',16,1);while(DS18B20_Init())	//DS18B20初始化	{OLED_ShowString(0,0,"DS18B20 Error",16,1);delay_ms(200);OLED_ShowString(60,0,"        " ,16,1);	delay_ms(200);}delay_ms(1000);USART1_Config();//串口初始化while(1){	temperature=DS18B20_Get_Temp();	//读取温度printf("T:%4.1f \r\n",(float)temperature/10);	//串口发送出去sprintf((char*)p,"%4.1f    ",(float)temperature/10);OLED_ShowString(60,0,p ,16,1);//			OLED_ShowChar(60,16,temperature/100+'0',16,1);
//			OLED_ShowChar(68,16,temperature%100/10+'0',16,1);
//			OLED_ShowChar(76,16,'.',16,1);
//			OLED_ShowChar(84,16,temperature%10+'0',16,1);delay_ms(100);}	
}

ds18b20.h文件

#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H 
#include "sys.h"   /*****************辰哥单片机设计******************STM32* 文件			:	DS18B20数字温度传感器h文件                   * 版本			: V1.0* 日期			: 2024.8.13* MCU			:	STM32F103C8T6* 接口			:	见代码							* BILIBILI	:	辰哥单片机设计* CSDN			:	辰哥单片机设计* 作者			:	辰哥**********************BEGIN***********************//***************根据自己需求更改****************/
//DS18B20引脚宏定义						#define DS18B20_GPIO_PORT		GPIOA
#define DS18B20_GPIO_PIN		GPIO_Pin_6
#define DS18B20_GPIO_CLK   	RCC_APB2Periph_GPIOA/*********************END**********************/
//输出状态定义
#define OUT 1
#define IN  0//控制DS18B20引脚输出高低电平
#define DS18B20_Low  GPIO_ResetBits(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN)
#define DS18B20_High GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN)		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
void DS18B20_Mode(u8 mode);//DS18B20引脚输出模式控制
u8 DS18B20_Check(void);//检测是否存在DS18B20
void DS18B20_Rst(void);//复位DS18B20   #endif

ds18b20.c文件

#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"	/*****************辰哥单片机设计******************STM32* 文件			:	DS18B20数字温度传感器c文件                   * 版本			: V1.0* 日期			: 2024.8.13* MCU			:	STM32F103C8T6* 接口			:	见DS18B20.h文件							* BILIBILI	:	辰哥单片机设计* CSDN			:	辰哥单片机设计* 作者			:	辰哥**********************BEGIN***********************/			void DS18B20_Rst(void)	   
{                 DS18B20_Mode(OUT); 	//SET OUTPUTDS18B20_Low; 				//拉低DQdelay_us(750);    	//拉低750usDS18B20_High; 			//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_Mode(IN);	//SET  INPUT	 while (GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN)&&retry<200){retry++;delay_us(1);};	 if(retry>=200)return 1;else retry=0;while (!GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN)&&retry<240){retry++;delay_us(1);};if(retry>=240)return 1;	    return 0;
}
//从DS18B20读取一个位
//返回值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void) 	 
{u8 data;DS18B20_Mode(OUT);	//SET OUTPUTDS18B20_Low; delay_us(2);DS18B20_High; DS18B20_Mode(IN);	//SET INPUTdelay_us(12);if(GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN))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;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_Mode(OUT);	//SET OUTPUT;for (j=1;j<=8;j++) {testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if (testb) {DS18B20_Low;	// Write 1delay_us(2);                            DS18B20_High;delay_us(60);             }else {DS18B20_Low;	// Write 0delay_us(60);             DS18B20_High;delay_us(2);                          }}
}
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void) 
{   						               DS18B20_Rst();	   DS18B20_Check();	 DS18B20_Write_Byte(0xcc);	// skip romDS18B20_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(DS18B20_GPIO_CLK, ENABLE);	 //使能PORTA口时钟 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_PIN;				//PORTA.6 推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 		  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN);    //输出1DS18B20_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 convertDS18B20_Rst();DS18B20_Check();	 DS18B20_Write_Byte(0xcc);	// skip romDS18B20_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;    
}void DS18B20_Mode(u8 mode)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(DS18B20_GPIO_CLK, ENABLE);	 //使能PORTA口时钟if(mode){GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;}else{GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  DS18B20_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;}GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

四、实验效果 

五、资料获取

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