完美实现STM32单总线挂多个DS18B20
2024-08-28 15:18:00
一般常见的STM32的关于DS18B20的例程都是检测一个传感器，代码一般都是跳过ROM检测，直接获取温度值。这种写法并不适用于单总线上挂载多个DS18B20的情况，Sandeepin的这个代码就是针对这种情况完善的单总线挂多个DS18B20检测，实现获取每个DS18B20的ID和温度。
主要的DS18B20时序代码没变，增加了搜索ROM函数，获取温度时先匹配ID。
核心代码如下：
DS18B20.c文件代码：
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"
#include "stdio.h" // printf用
#define DS18B20_GPIO_NUM GPIO_Pin_5
#define DS18B20_GPIO_X GPIOC
#define RCC_APB2Periph_DS18B20_GPIO_X RCC_APB2Periph_GPIOC
#define DS18B20_DQ_OUT_Low GPIO_ResetBits(DS18B20_GPIO_X,DS18B20_GPIO_NUM)
#define DS18B20_DQ_OUT_High GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_X,DS18B20_GPIO_NUM)
#define DS18B20_DQ_IN GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_X,DS18B20_GPIO_NUM)
#define MaxSensorNum 8
unsigned char DS18B20_ID[MaxSensorNum][8]; // 存检测到的传感器DS18B20_ID的数组,前面的维数代表单根线传感器数量上限
unsigned char DS18B20_SensorNum; // 检测到的传感器数量(从1开始，例如显示1代表1个，8代表8个)
// 配置DS18B20用到的I/O口
void DS18B20_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_DS18B20_GPIO_X, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_NUM;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(DS18B20_GPIO_X, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_X, DS18B20_GPIO_NUM);
}
// 引脚输入
void DS18B20_Mode_IPU(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_NUM;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(DS18B20_GPIO_X, &GPIO_InitStructure);
}
// 引脚输出
void DS18B20_Mode_Out(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_NUM;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(DS18B20_GPIO_X, &GPIO_InitStructure);
}
// 复位，主机给从机发送复位脉冲
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_Mode_Out();
DS18B20_DQ_OUT_Low; // 产生至少480us的低电平复位信号
Delay_us(480);
DS18B20_DQ_OUT_High; // 在产生复位信号后，需将总线拉高
Delay_us(15);
}
// 检测从机给主机返回的应答脉冲。从机接收到主机的复位信号后，会在15~60us后给主机发一个应答脉冲
u8 DS18B20_Answer_Check(void)
{
u8 delay = 0;
DS18B20_Mode_IPU(); // 主机设置为上拉输入
// 等待应答脉冲（一个60~240us的低电平信号 ）的到来
// 如果100us内，没有应答脉冲，退出函数，注意：从机接收到主机的复位信号后，会在15~60us后给主机发一个存在脉冲
while (DS18B20_DQ_IN&&delay < 100)
{
delay++;
Delay_us(1);
}
// 经过100us后，如果没有应答脉冲，退出函数
if (delay >= 100)//Hu200
return 1;
else
delay = 0;
// 有应答脉冲，且存在时间不超过240us
while (!DS18B20_DQ_IN&&delay < 240)
{
delay++;
Delay_us(1);
}
if (delay >= 240)
return 1;
return 0;
}
// 从DS18B20读取1个位
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{
u8 data;
DS18B20_Mode_Out();
DS18B20_DQ_OUT_Low; // 读时间的起始：必须由主机产生 >1us <15us 的低电平信号
Delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT_High;
Delay_us(12);
DS18B20_Mode_IPU();// 设置成输入，释放总线，由外部上拉电阻将总线拉高
if (DS18B20_DQ_IN)
data = 1;
else
data = 0;
Delay_us(50);
return data;
}
// 从DS18B20读取2个位
u8 DS18B20_Read_2Bit(void)//读二位 子程序
{
u8 i;
u8 dat = 0;
for (i = 2; i > 0; i--)
{
dat = dat << 1;
DS18B20_Mode_Out();
DS18B20_DQ_OUT_Low;
Delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT_High;
DS18B20_Mode_IPU();
Delay_us(12);
if (DS18B20_DQ_IN) dat |= 0x01;
Delay_us(50);
}
return dat;
}
// 从DS18B20读取1个字节
u8 DS18B20_Read_Byte(void) // read one byte
{
u8 i, j, dat;
dat = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
j = DS18B20_Read_Bit();
dat = (dat) | (j << i);
}
return dat;
}
// 写1位到DS18B20
void DS18B20_Write_Bit(u8 dat)
{
DS18B20_Mode_Out();
if (dat)
{
DS18B20_DQ_OUT_Low;// Write 1
Delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT_High;
Delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT_Low;// Write 0
Delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT_High;
Delay_us(2);
}
}
// 写1字节到DS18B20
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
u8 j;
u8 testb;
DS18B20_Mode_Out();
for (j = 1; j <= 8; j++)
{
testb = dat & 0x01;
dat = dat >> 1;
if (testb)
{
DS18B20_DQ_OUT_Low;// 写1
Delay_us(10);
DS18B20_DQ_OUT_High;
Delay_us(50);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT_Low;// 写0
Delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT_High;// 释放总线
Delay_us(2);
}
}
}
//初始化DS18B20的IO口，同时检测DS的存在
u8 DS18B20_Init(void)
{
DS18B20_GPIO_Config();
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Answer_Check();
}
// 从ds18b20得到温度值，精度：0.1C，返回温度值（-550~1250），Temperature1返回浮点实际温度
float DS18B20_Get_Temp(u8 i)
{
//u8 flag;
u8 j;//匹配的字节
u8 TL, TH;
short Temperature;
float Temperature1;
DS18B20_Rst();
DS18B20_Answer_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
DS18B20_Write_Byte(0x44);// convert
DS18B20_Rst();
DS18B20_Answer_Check();
// DS18B20_Write_Byte(0xcc);// skip rom
//匹配ID，i为形参
DS18B20_Write_Byte(0x55);
for (j = 0; j < 8; j++)
{
DS18B20_Write_Byte(DS18B20_ID[i][j]);
}
DS18B20_Write_Byte(0xbe);// convert
TL = DS18B20_Read_Byte(); // LSB
TH = DS18B20_Read_Byte(); // MSB
if (TH & 0xfc)
{
//flag=1;
Temperature = (TH << 8) | TL;
Temperature1 = (~Temperature) + 1;
Temperature1 *= 0.0625;
}
else
{
//flag=0;
Temperature1 = ((TH << 8) | TL)*0.0625;
}
return Temperature1;
}
// 自动搜索ROM
void DS18B20_Search_Rom(void)
{
u8 k, l, chongtuwei, m, n, num;
u8 zhan[5];
u8 ss[64];
u8 tempp;
l = 0;
num = 0;
do
{
DS18B20_Rst(); //注意：复位的延时不够
Delay_us(480); //480、720
DS18B20_Write_Byte(0xf0);
for (m = 0; m < 8; m++)
{
u8 s = 0;
for (n = 0; n < 8; n++)
{
k = DS18B20_Read_2Bit();//读两位数据
k = k & 0x03;
s >>= 1;
if (k == 0x01)//01读到的数据为0 写0 此位为0的器件响应
{
DS18B20_Write_Bit(0);
ss[(m * 8 + n)] = 0;
}
else if (k == 0x02)//读到的数据为1 写1 此位为1的器件响应
{
s = s | 0x80;
DS18B20_Write_Bit(1);
ss[(m * 8 + n)] = 1;
}
else if (k == 0x00)//读到的数据为00 有冲突位 判断冲突位
{
//如果冲突位大于栈顶写0 小于栈顶写以前数据 等于栈顶写1
chongtuwei = m * 8 + n + 1;
if (chongtuwei > zhan[l])
{
DS18B20_Write_Bit(0);
ss[(m * 8 + n)] = 0;
zhan[++l] = chongtuwei;
}
else if (chongtuwei < zhan[l])
{
s = s | ((ss[(m * 8 + n)] & 0x01) << 7);
DS18B20_Write_Bit(ss[(m * 8 + n)]);
}
else if (chongtuwei == zhan[l])
{
s = s | 0x80;
DS18B20_Write_Bit(1);
ss[(m * 8 + n)] = 1;
l = l - 1;
}
}
else
{
//没有搜索到
}
}
tempp = s;
DS18B20_ID[num][m] = tempp; // 保存搜索到的ID
}
num = num + 1;// 保存搜索到的个数
} while (zhan[l] != 0 && (num < MaxSensorNum));
DS18B20_SensorNum = num;
//printf("DS18B20_SensorNum=%d\r\n",DS18B20_SensorNum);
}DS18B20.h文件代码：
#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H
#include "stm32f10x.h"
u8 DS18B20_Init(void);
u8 DS18B20_Read_Byte(void);
u8 DS18B20_Read_Bit(void);
u8 DS18B20_Answer_Check(void);
void DS18B20_GPIO_Config(void);
void DS18B20_Mode_IPU(void);
void DS18B20_Mode_Out(void);
void DS18B20_Rst(void);
void DS18B20_Search_Rom(void);
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);
float DS18B20_Get_Temp(u8 i);
#endifmain.c文件代码：
#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"//strlen、memset用到
#include "USART.h"
#include "Delay.h"
#include "DS18B20.h"
extern unsigned char DS18B20_ID[8][8];//检测到的传感器ID存数组
extern unsigned char DS18B20_SensorNum;
int main(void)
{
u8 num=0;
USART1_init(9600);
while(DS18B20_Init())//初始化DS18B20,兼检测18B20
{
printf("DS18B20 Check Failed!\r\n");
}
printf("DS18B20 Ready!\r\n");
while(1)
{
DS18B20_Search_Rom();
printf("DS18B20_SensorNum:%d\r\n",DS18B20_SensorNum);
for(num=0;num<DS18B20_SensorNum;num++)
{
printf("ID:%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x TM:%.2f\r\n",DS18B20_ID[num][0],DS18B20_ID[num][1],DS18B20_ID[num][2],DS18B20_ID[num][3],DS18B20_ID[num][4],DS18B20_ID[num][5],DS18B20_ID[num][6],DS18B20_ID[num][7],DS18B20_Get_Temp(num));
}
printf("\r\n");
Delay_s(2);
}
}运行结果如图：
帮严博士出本科题的时候，出了一个DS18B20的分布式温度检测系统，要求肯定不仅仅是这篇文章的简略例子了。不仅单总线，一块单片机还要挂多总线，实现更多传感器数据采集，最好还配上上位机，反正把自己能想到的东西都加进来了，把一个简单的DS18B20包装得高大上。
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