CW32模塊使用 DS18B20溫度傳感器

DS18B20數(shù)字溫度傳感器提供9位至12位精度的溫度測(cè)量，并具有非易失性用戶可編程上下觸發(fā)點(diǎn)報(bào)警功能。DS18B20通過(guò)單總線通信，根據(jù)定義，只需要一條數(shù)據(jù)線(和地線)即可與單片機(jī)通信。此外，DS18B20可以直接從數(shù)據(jù)線獲得電源(“寄生電源”)，消除了每個(gè)DS18B20都有一個(gè)唯一的64位串行代碼，這允許多個(gè)DS18B20在同一條總線上工作。因此，使用一個(gè)微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)是很簡(jiǎn)單的。

控制分布在大面積上的許多ds18b20。可以從此功能中受益的應(yīng)用包括HVAC環(huán)境控制，建筑物，設(shè)備或機(jī)械內(nèi)部的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及過(guò)程監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。

1、模塊來(lái)源

模塊實(shí)物展示：

資料下載鏈接：
https://pan.baidu.com/s/1L83uG8So6k1NG_QznraoFQ

2 、規(guī)格參數(shù)

工作電壓：3-5.5V

工作電流：750nA~1.5mA

測(cè)量分辨率：9位到12位可編程分辨率

溫度量程: -55 ~ +125 ℃

測(cè)量精度：±0.5 ℃

通信協(xié)議：?jiǎn)慰偩€

管腳數(shù)量：3 Pin（2.54mm間距排針）

以上信息見廠家資料文件

3、移植過(guò)程

我們的目標(biāo)是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【實(shí)現(xiàn)讀取溫度的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

時(shí)序說(shuō)明

初始化：

將總線拉低，保存低電平至少480us。

轉(zhuǎn)為輸入模式，總線被上拉電阻拉高大約15~60us。

如果初始化成功則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20所返回的低電平“0”，持續(xù)時(shí)間大約60~240us。

DS18B20釋放總線，將總線拉高。

讀時(shí)序：

將數(shù)據(jù)線拉低至少1us。

將數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)為輸入模式，DS18B20開始采集數(shù)據(jù)，大約15us。

18B20要送出0就把總線拉為低電平直到讀周期結(jié)束。若要送出1則釋放總線為高電平。

注意：所有讀時(shí)隙必須至少需要60us，且在兩次獨(dú)立的時(shí)隙之間至少需要1us的恢復(fù)時(shí)間。

寫時(shí)序：

數(shù)據(jù)線先置低電平“0”，延時(shí)15us。

按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)(一次只發(fā)送一位)。

延時(shí)60us。

拉高數(shù)據(jù)線“1”。

穿越火線1~4步驟，直到發(fā)送完整的字節(jié)。

拉高數(shù)據(jù)線，釋放總線。

寄存器說(shuō)明

0xCC

主機(jī)可以使用此命令同時(shí)對(duì)總線上的所有設(shè)備進(jìn)行尋址，而無(wú)需發(fā)送其他的任何地址。 DS18B20通過(guò)發(fā)出0XCC命令，然后是溫度轉(zhuǎn)換命令[44h]來(lái)執(zhí)行同步溫度轉(zhuǎn)換。注意，只有在總線上有一個(gè)從設(shè)備時(shí)，Read Scratchpad [BEh]命令才能跟隨Skip ROM命令。在這種情況下，通過(guò)允許主服務(wù)器從從服務(wù)器讀取而不發(fā)送設(shè)備的64位ROM代碼可以節(jié)省時(shí)間。如果總線上有多個(gè)從設(shè)備，那么Skip ROM命令后跟Read Scratchpad命令將導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突，因?yàn)槎鄠€(gè)設(shè)備將嘗試傳輸數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行。

0x44

該命令為啟動(dòng)單次溫度轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生的溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在地址為【BEh】的2字節(jié)溫度寄存器中。

0xBE

該命令允許主機(jī)讀取溫度寄存器上的內(nèi)容。數(shù)據(jù)傳輸從低位開始，直到讀取第9個(gè)字節(jié)(bit8=CRC)。如果只需要溫度數(shù)據(jù)，主機(jī)可以在任何時(shí)候發(fā)出復(fù)位以終止讀取。

溫度換算

溫度傳感器的分辨率我們可配置為9、10、11或12位，分別對(duì)應(yīng)于0.5°C、0.25°C、 0.125°C和0.0625°C的增量。開機(jī)時(shí)的默認(rèn)分辨率是12位。我們不進(jìn)行修改，因?yàn)榉直媛试礁呔驮骄珳?zhǔn)。

例如數(shù)據(jù)手冊(cè)中的示例，如當(dāng)前當(dāng)前的溫度是+25.0625℃，寄存器讀出的高8位數(shù)據(jù)為0000 0001，低8位數(shù)據(jù)為1001 0001。將其整合得到16位數(shù)據(jù)：0000 0001 1001 0001。再轉(zhuǎn)換為10進(jìn)制數(shù)據(jù)為401。將讀取到的數(shù)據(jù)乘以分辨率即可得到實(shí)際溫度。

401 * 0.0625 = 25.0625℃

3.2引腳選擇

該模塊有3個(gè)引腳，具體引腳連接見各引腳連接。

模塊接線圖

3.3移植至工程

工程模板參考入門手冊(cè)的工程模板

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_ds18b20.c與bsp_ds18b20.h。這里不再過(guò)多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_ds18b20.c中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "bsp_ds18b20.h" #include "stdio.h" /****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：bsp_ds18b20_GPIO_Init * 函 數(shù) 說(shuō) 明：MLX90614的引腳初始化 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：1未檢測(cè)到器件 0檢測(cè)到器件 * 作 者：LC * 備 注：無(wú) ******************************************************************/ char DS18B20_GPIO_Init(void) { unsigned char ret = 255; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體 RCC_DQ_ENABLE(); // 使能GPIO時(shí)鐘 GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_DQ; // GPIO引腳 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽輸出 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 輸出速度高 GPIO_Init(PORT_DQ, &GPIO_InitStruct); // 初始化 ret = DS18B20_Check();//檢測(cè)器件是否存在 return ret; } /****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：DS18B20_Read_Byte * 函 數(shù) 說(shuō) 明：從DS18B20讀取一個(gè)字節(jié) * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：讀取到的字節(jié)數(shù)據(jù) * 作 者：LC * 備 注：無(wú) ******************************************************************/ uint8_t DS18B20_Read_Byte(void) { uint8_t i=0,dat=0; for (i=0;i>=1; if( DQ_GET() ) { dat=dat|0x80; } delay_us(50); } return dat; } /****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：DS18B20_Write_Byte * 函 數(shù) 說(shuō) 明：寫一個(gè)字節(jié)到DS18B20 * 函 數(shù) 形 參：dat：要寫入的字節(jié) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作 者：LC * 備 注：無(wú) ******************************************************************/ void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat) { uint8_t i; DQ_OUT();//設(shè)置輸出模式 for (i=0;i>1;//傳輸下一位 } } /****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：DS18B20_Check * 函 數(shù) 說(shuō) 明：檢測(cè)DS18B20是否存在 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：1:未檢測(cè)到DS18B20的存在 0:存在 * 作 者：LC * 備 注：無(wú) ******************************************************************/ uint8_t DS18B20_Check(void) { uint8_t timeout=0; //復(fù)位DS18B20 DQ_OUT(); //設(shè)置為輸出模式 DQ(0); //拉低DQ delay_us(750); //拉低750us DQ(1); //拉高DQ delay_us(15); //15us //設(shè)置為輸入模式 DQ_IN(); //等待拉低，拉低說(shuō)明有應(yīng)答 while ( DQ_GET() &&timeout=200) return 1; else timeout=0; //等待18B20釋放總線 while ( !DQ_GET() &&timeout=240) return 1; return 0; } /****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：DS18B20_Start * 函 數(shù) 說(shuō) 明：DS18B20開始溫度轉(zhuǎn)換 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：無(wú) * 作 者：LC * 備 注：無(wú) ******************************************************************/ void DS18B20_Start(void) { DS18B20_Check(); //查詢是否有設(shè)備應(yīng)答 DS18B20_Write_Byte(0xcc); //對(duì)總線上所有設(shè)備進(jìn)行尋址 DS18B20_Write_Byte(0x44); //啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 } /****************************************************************** * 函 數(shù) 名 稱：DS18B20_GetTemperture * 函 數(shù) 說(shuō) 明：從ds18b20得到溫度值 * 函 數(shù) 形 參：無(wú) * 函 數(shù) 返 回：溫度數(shù)據(jù) * 作 者：LC * 備 注：無(wú) ******************************************************************/ float DS18B20_GetTemperture(void) { uint16_t temp; uint8_t dataL=0,dataH=0; float value; DS18B20_Start(); DS18B20_Check(); DS18B20_Write_Byte(0xcc);//對(duì)總線上所有設(shè)備進(jìn)行尋址 DS18B20_Write_Byte(0xbe);// 讀取數(shù)據(jù)命令 dataL=DS18B20_Read_Byte(); //LSB dataH=DS18B20_Read_Byte(); //MSB temp=(dataH

在文件bsp_ds18b20.h中，編寫如下代碼。

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #ifndef _BSP_DS18B20_H_ #define _BSP_DS18B20_H_ #include "board.h" //端口移植 #define RCC_DQ_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define PORT_DQ CW_GPIOB #define GPIO_DQ GPIO_PIN_0 //設(shè)置DQ輸出模式 #define DQ_OUT() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_DQ; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_DQ, &GPIO_InitStruct); } //設(shè)置DQ輸入模式 #define DQ_IN() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_DQ; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_DQ, &GPIO_InitStruct); } //獲取DQ引腳的電平變化 #define DQ_GET() GPIO_ReadPin(PORT_DQ, GPIO_DQ) //DQ輸出 #define DQ(x) GPIO_WritePin(PORT_DQ, GPIO_DQ, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET)) void DS18B20_Reset(void); uint8_t DS18B20_Check(void); char DS18B20_GPIO_Init(void); void DS18B20_Start(void); float DS18B20_GetTemperture(void); #endif

4、移植驗(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "board.h" #include "stdio.h" #include "bsp_uart.h" #include "bsp_ds18b20.h" int32_t main(void) { board_init(); // 開發(fā)板初始化 uart1_init(115200); // 串口1波特率115200 DS18B20_GPIO_Init(); while(1) { printf("溫度 = %.2frnn", DS18B20_GetTemperture() ); delay_ms(1000); } }

上電現(xiàn)象（手心溫度36度、37度左右）：

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1FHARC1eodVU-O3N6vxbfAw?pwd=LCKF

提取碼：LCKF

審核編輯 黃宇