【GD32L233C-START评测】7、温度传感器驱动

xinmeng_wit 发表于 2022-4-4 20:17

本帖最后由 xinmeng_wit 于 2022-4-4 20:19 编辑

 

一、温度传感器DS18B20介绍

 

DS18B20 单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点：

    采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量。 
    测量温度范围宽，测量精度高 DS18B20 的测量范围为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ; 在 -10~+ 85°C范围内，精度为 ± 0.5°C 。 
    在使用中不需要任何外围元件。 
    持多点组网功能多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。 
    供电方式灵活 DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。 
    测量参数可配置 DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定 9~12 位。 
    负压特性电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 
    掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。

 

结构框图：



寄存器MAP：



温度寄存器存储格式：

 



二、操作时序

 

1、初始化时序



主机首先发出一个最少480微秒的低电平脉冲，然后释放总线变为高电平，并在随后的480微秒时间内对总线进行检测，如果有低电平出现说明总线上有器件已做出应答。若无低电平出现一直都是高电平说明总线上无器件应答。

做为从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有至少480微秒的低电平出现，如果有，在总线转为高电平后等待15-60微秒后将总线电平拉低60-240微秒做出响应存在脉冲，告诉主机本器件已做好准备。若没有检测到就一直在检测等待。

 

<pre>
<code class="language-cpp">//DS18B20复位
void ds18b20_reset(void)
{

gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);//DQ-PA1
DS18B20_DQ_OUT_L;
delay_xus(480);//480
DS18B20_DQ_OUT_H;
delay_xus(15); //15us

}</code></pre>

2、写操作时序

 

写周期最少为60微秒，最长不超过120微秒。若主机想写0，则把总线拉低电平最少60微秒直至写周期结束。若主机想写1，则一开始主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始，1微秒后就释放总线为高电平，一直到写周期结束。做为从机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样，在采样期内总线为高电平则为1，若采样期内总线为低电平则为0。

 

<pre>
<code class="language-cpp">//向DS18B20写数据
void ds18b20_write(uint8_t data)
{
uint8_t i;
gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);//DQ-PA1
// for(i = 0; i < 8; i++)
// {

// DS18B20_DQ_OUT_L;
// delay_xus(2);
// DS18B20_DQ_OUT_H;
// delay_xus(2);
// if(data & 0x01)
// {
// DS18B20_DQ_OUT_H;
// }
// else
// {
// DS18B20_DQ_OUT_L;
// }
// delay_xus(50);
// DS18B20_DQ_OUT_H;

// data >>= 1;
// }

for(i = 0; i < 8; i++)
{
if(data & 0x01)
{
DS18B20_DQ_OUT_L;
delay_xus(2);
DS18B20_DQ_OUT_H;
delay_xus(60);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT_L;
delay_xus(60);
DS18B20_DQ_OUT_H;
delay_xus(2);
}
data >>= 1;
}
}</code></pre>

3、读操作时序

 

 对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时序是从主机把单总线拉低之后，在1微秒之后就得释放单总线为高电平，以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后，便开始送出数据，若是要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线，然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测，采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程，至少需要60us才能完成。 
 

<pre>
<code class="language-cpp">//从DS18B20读取一个bit数据
uint8_t ds18b20_read_bit(void)
{
uint8_t data = 0;
gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);//DQ-PA1
DS18B20_DQ_OUT_L;
delay_xus(2);
DS18B20_DQ_OUT_H;
gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);//DQ-PA1
data = DS18B20_DQ_IN;
delay_xus(50);
return data;
}</code></pre>

三、测试效果



工程源代码：



DS18B20 dataset：



参考文档：

<a href="https://blog.csdn.net/qq_41422043/article/details/89214676" target="_blank">DS18B20温度传感器</a>

<a href="https://blog.csdn.net/qq_41151593/article/details/108418652" target="_blank">STM32F103驱动DS18B20温度传感器(程序注释超详细)</a>

<a href="https://www.cnblogs.com/dengxiaojun/p/4279449.html" target="_blank">STM32驱动DS18B20</a>

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