STM32下DS18B20的驅(qū)動(dòng)

首先是延時(shí)的問題，STM32上若用軟件延時(shí)的話不太好算時(shí)間，所以要么用定時(shí)器要么用SysTick這個(gè)定時(shí)器來完成延時(shí)的計(jì)算。相比之下用SysTick來的簡(jiǎn)單方便點(diǎn)。

接著是STM32 IO腳的配置問題，因?yàn)?1是雙向的IO，所以作為輸入輸出都比較方便。STM32的IO是準(zhǔn)雙向的IO，網(wǎng)上查了下資料，說將STM32的IO配置成開漏輸出，然后外接上拉即可實(shí)現(xiàn)雙向IO。于是我也按規(guī)定做了，但調(diào)了老半天都不成功，是因?yàn)镈S18B20沒有響應(yīng)的信號(hào)。在煩躁之際只有試下將接DQ的IO分別拉低和拉高看能不能讀入正確的信號(hào)。結(jié)果果然是讀入數(shù)據(jù)不對(duì)，原來我將IO配成開漏輸出后相當(dāng)然的以為讀數(shù)據(jù)是用GPIO_ReadOutputDataBit()，這正是問題所在，后來將讀入的函數(shù)改為GPIO_ReadInputDataBit()就OK了?，F(xiàn)在溫度是現(xiàn)實(shí)出來了，但跟我家里那臺(tái)德勝收音機(jī)上顯示的溫度相差2度，都不知道是哪個(gè)準(zhǔn)了，改天再找個(gè)溫度計(jì)驗(yàn)證下。

下面引用一段DS18B20的時(shí)序描述，寫的很詳細(xì):

DS18B20的控制流程

根據(jù)DS18B20的通信協(xié)議，DS18B20只能作為從機(jī)，而單片機(jī)系統(tǒng)作為主機(jī)，單片機(jī)控制DS18B20完成一次溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個(gè)步驟：復(fù)位、發(fā)送ROM指令、發(fā)送RAM指令。每次對(duì)DS18B20的操作都要進(jìn)行以上三個(gè)步驟。

復(fù)位過程為：?jiǎn)纹瑱C(jī)將數(shù)據(jù)線拉低至少480uS，然后釋放數(shù)據(jù)線，等待15-60uS讓DS18B20接收信號(hào)，DS18B20接收到信號(hào)后，會(huì)把數(shù)據(jù)線拉低60-240uS，主機(jī)檢測(cè)到數(shù)據(jù)線被拉低后標(biāo)識(shí)復(fù)位成功；
發(fā)送ROM指令：ROM指令表示主機(jī)對(duì)系統(tǒng)上所接的全部DS18B20進(jìn)行尋址，以確定對(duì)那一個(gè)DS18B20進(jìn)行操作，或者是讀取某個(gè)DS18B20的ROM序列號(hào)。
發(fā)送RAM指令：RAM指令用于單片機(jī)對(duì)DS18B20內(nèi)部RAM進(jìn)行操作，如讀取寄存器的值，或者設(shè)置寄存器的值。
具體的RAM和RAM指令請(qǐng)查閱DS18B20的數(shù)據(jù)手冊(cè)。下面簡(jiǎn)單介紹：
1、ROM操作命令：DS18B20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。一旦總線檢測(cè)到從屬器件的存在，它便可以發(fā)出器件ROM操作指令，所有ROM操作指令均為8位長(zhǎng)度，主要提供以下功能命令：

1 ）讀ROM（指令碼0X33H）：當(dāng)總線上只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)（器件）時(shí)，讀此節(jié)點(diǎn)的64位序列號(hào)。如果總線上存在多于一個(gè)的節(jié)點(diǎn)，則此指令不能使用。

2 ）ROM匹配（指令碼0X55H）：此命令后跟64位的ROM序列號(hào)，總線上只有與此序列號(hào)相同的DS18B20才會(huì)做出反應(yīng)；該指令用于選中某個(gè)DS18B20，然后對(duì)該DS18B20進(jìn)行讀寫操作。

3 ）搜索ROM（指令碼0XF0H）： 用于確定接在總線上DS18B20的個(gè)數(shù)和識(shí)別所有的64位ROM序列號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)開始工作，總線主機(jī)可能不知道總線上的器件個(gè)數(shù)或者不知道其64位ROM序列號(hào)，搜索命令用于識(shí)別所有連接于總線上的64位ROM序列號(hào)。

4 ）跳過ROM（指令碼0XCCH）： 此指令只適合于總線上只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)；該命令通過允許總線主機(jī)不提供64位ROM序列號(hào)而直接訪問RAM，以節(jié)省操作時(shí)間。

5 ）報(bào)警檢查（指令碼0XECH）：此指令與搜索ROM指令基本相同，差別在于只有溫度超過設(shè)定的上限或者下限值的DS18B20才會(huì)作出響應(yīng)。只要DS18B20一上電，告警條件就保持在設(shè)置狀態(tài)，直到另一次溫度測(cè)量顯示出非告警值，或者改變TH或TL的設(shè)置使得測(cè)量值再一次位于允許的范圍之內(nèi)。儲(chǔ)存在EEPROM內(nèi)的觸發(fā)器用于告警。

2、RAM指令

　　　　DS18B20有六條RAM命令：

　　1)溫度轉(zhuǎn)換（指令碼0X44H）:啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存入內(nèi)部RAM。

　　2)讀暫存器（指令碼0XBEH）：讀暫存器9個(gè)字節(jié)內(nèi)容，此指令從RAM的第1個(gè)字節(jié)（字節(jié)0）開始讀取，直到九個(gè)字節(jié)（字節(jié)8，CRC值）被讀出為止。如果不需要讀出所有字節(jié)的內(nèi)容，那么主機(jī)可以在任何時(shí)候發(fā)出復(fù)位信號(hào)以中止讀操作。

　　3)寫暫存器（指令碼0X4EH）： 將上下限溫度報(bào)警值和配置數(shù)據(jù)寫入到RAM的2、3、4字節(jié)，此命令后跟需要些入到這三個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

　　4)復(fù)制暫存器（指令碼0X48H）：把暫存器的2、3、4字節(jié)復(fù)制到EEPROM中，用以掉電保存。

　　5)重新調(diào)E2RAM（指令碼0XB8H）：把EEROM中的溫度上下限及配置字節(jié)恢復(fù)到RAM的2、3、4字節(jié)，用以上電后恢復(fù)以前保存的報(bào)警值及配置字節(jié)。

6)讀電源供電方式（指令碼0XB4H）：?jiǎn)?dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPU。對(duì)于在此命令送至DS18B20后所發(fā)出的第一次讀出數(shù)據(jù)的時(shí)間片，器件都會(huì)給出其電源方式的信號(hào)。“0”表示寄生電源供電。“1”表示外部電源供電。

下面是結(jié)合實(shí)際測(cè)試總結(jié)出來的DS18B20的操作流程：

1、DS18B20的初始化

　?。?） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。

　　（2） 延時(shí)（該時(shí)間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點(diǎn)）。

　?。?） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。

　　（4） 延時(shí)490微秒（該時(shí)間的時(shí)間范圍可以從480到960微秒）。

　?。?） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。

　?。?） 延時(shí)等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時(shí)間之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會(huì)使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時(shí)控制）。

　　（7） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時(shí)間算起）最少要480微秒。

　　（8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。　　

　　2、DS18B20的寫操作

　?。?） 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。

　?。?） 延時(shí)確定的時(shí)間為2(小于15)微秒。

　?。?） 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。

　?。?） 延時(shí)時(shí)間為62（大于60）微秒。

　?。?） 將數(shù)據(jù)線拉到高電平，延時(shí)2(小于15)微秒。

　?。?） 重復(fù)上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。

　　（7） 最后將數(shù)據(jù)線拉高?！　?/p>

　　3、 DS18B20的讀操作

　?。?）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。

　　（2）延時(shí)2微秒。

　　（3）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。

　　（4）延時(shí)2（小于15）微秒。

　?。?）將數(shù)據(jù)線拉高“1”，同時(shí)端口應(yīng)為輸入狀態(tài)。

　?。?）延時(shí)4（小于15）微秒。

　　（7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

　?。?）延時(shí)62（大于60）微秒。

順便把程序也貼上來吧，給大家參考下。

使用的方法：

只要調(diào)用一次 ds18b20_start() 來初始化DS18B20，然后每次讀溫度時(shí)直接調(diào)用 ds18b20_read()就可以了。如

ds18b20_start()；
while(1)
{
for(i=1000000;i>0;i--);
val = ds18b20_read();
}

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// DS18B20.C By ligh
//========================================================
#include "STM32Lib\stm32f10x.h"
#include "DS18B20.h"

#define EnableINT()
#define DisableINT()
#define DS_PORT GPIOA
#define DS_DQIO GPIO_Pin_1
#define DS_RCC_PORT RCC_APB2Periph_GPIOA
#define DS_PRECISION 0x7f //精度配置寄存器 1f=9位; 3f=10位; 5f=11位; 7f=12位;
#define DS_AlarmTH 0x64
#define DS_AlarmTL 0x8a
#define DS_CONVERT_TICK 1000
#define ResetDQ() GPIO_ResetBits(DS_PORT,DS_DQIO)
#define SetDQ() GPIO_SetBits(DS_PORT,DS_DQIO)
#define GetDQ() GPIO_ReadInputDataBit(DS_PORT,DS_DQIO)


static unsigned char TempX_TAB[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};
void Delay_us(u32 Nus)
{
SysTick->LOAD=Nus*9; //時(shí)間加載
SysTick->CTRL|=0x01; //開始倒數(shù)
while(!(SysTick->CTRL&(1<<16))); //等待時(shí)間到達(dá)
SysTick->CTRL=0X00000000; //關(guān)閉計(jì)數(shù)器
SysTick->VAL=0X00000000; //清空計(jì)數(shù)器
}

unsigned char ResetDS18B20(void)
{
unsigned char resport;
SetDQ();
Delay_us(50);

ResetDQ();
Delay_us(500); //500us （該時(shí)間的時(shí)間范圍可以從480到960微秒）
SetDQ();
Delay_us(40); //40us
//resport = GetDQ();
while(GetDQ());
Delay_us(500); //500us
SetDQ();
return resport;
}
void DS18B20WriteByte(unsigned char Dat)
{
unsigned char i;
for(i=8;i>0;i--)
{
ResetDQ(); //在15u內(nèi)送數(shù)到數(shù)據(jù)線上，DS18B20在15-60u讀數(shù)
Delay_us(5); //5us
if(Dat & 0x01)
SetDQ();
else
ResetDQ();
Delay_us(65); //65us
SetDQ();
Delay_us(2); //連續(xù)兩位間應(yīng)大于1us
Dat >>= 1;
}
}
unsigned char DS18B20ReadByte(void)
{
unsigned char i,Dat;
SetDQ();
Delay_us(5);
for(i=8;i>0;i--)
{
Dat >>= 1;
ResetDQ(); //從讀時(shí)序開始到采樣信號(hào)線必須在15u內(nèi)，且采樣盡量安排在15u的最后
Delay_us(5); //5us
SetDQ();
Delay_us(5); //5us
if(GetDQ())
Dat|=0x80;
else
Dat&=0x7f;
Delay_us(65); //65us
SetDQ();
}
return Dat;
}
void ReadRom(unsigned char *Read_Addr)
{
unsigned char i;
DS18B20WriteByte(ReadROM);

for(i=8;i>0;i--)
{
*Read_Addr=DS18B20ReadByte();
Read_Addr++;
}
}
void DS18B20Init(unsigned char Precision,unsigned char AlarmTH,unsigned char AlarmTL)
{
DisableINT();
ResetDS18B20();
DS18B20WriteByte(SkipROM);
DS18B20WriteByte(WriteScratchpad);
DS18B20WriteByte(AlarmTL);
DS18B20WriteByte(AlarmTH);
DS18B20WriteByte(Precision);
ResetDS18B20();
DS18B20WriteByte(SkipROM);
DS18B20WriteByte(CopyScratchpad);
EnableINT();
while(!GetDQ()); //等待復(fù)制完成 ///////////
}
void DS18B20StartConvert(void)
{
DisableINT();
ResetDS18B20();
DS18B20WriteByte(SkipROM);
DS18B20WriteByte(StartConvert);
EnableINT();
}
void DS18B20_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(DS_RCC_PORT, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS_DQIO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //開漏輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //2M時(shí)鐘速度
GPIO_Init(DS_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
void ds18b20_start(void)
{
DS18B20_Configuration();
DS18B20Init(DS_PRECISION, DS_AlarmTH, DS_AlarmTL);
DS18B20StartConvert();
}
unsigned short ds18b20_read(void)
{
unsigned char TemperatureL,TemperatureH;
unsigned int Temperature;
DisableINT();
ResetDS18B20();
DS18B20WriteByte(SkipROM);
DS18B20WriteByte(ReadScratchpad);
TemperatureL=DS18B20ReadByte();
TemperatureH=DS18B20ReadByte();
ResetDS18B20();
EnableINT();
if(TemperatureH & 0x80)
{
TemperatureH=(~TemperatureH) | 0x08;
TemperatureL=~TemperatureL+1;
if(TemperatureL==0)
TemperatureH+=1;
}
TemperatureH=(TemperatureH<<4)+((TemperatureL&0xf0)>>4);
TemperatureL=TempX_TAB[TemperatureL&0x0f];
//bit0-bit7為小數(shù)位，bit8-bit14為整數(shù)位，bit15為正負(fù)位
Temperature=TemperatureH;
Temperature=(Temperature<<8) | TemperatureL;
DS18B20StartConvert();
return Temperature;
}


//============================================
// DS18B20.H
//============================================
#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H
#define SkipROM 0xCC //跳過ROM
#define SearchROM 0xF0 //搜索ROM
#define ReadROM 0x33 //讀ROM
#define MatchROM 0x55 //匹配ROM
#define AlarmROM 0xEC //告警ROM
#define StartConvert 0x44 //開始溫度轉(zhuǎn)換，在溫度轉(zhuǎn)換期間總線上輸出0，轉(zhuǎn)換結(jié)束后輸出1
#define ReadScratchpad 0xBE //讀暫存器的9個(gè)字節(jié)
#define WriteScratchpad 0x4E //寫暫存器的溫度告警TH和TL
#define CopyScratchpad 0x48 //將暫存器的溫度告警復(fù)制到EEPROM，在復(fù)制期間總線上輸出0，復(fù)制完后輸出1
#define RecallEEPROM 0xB8 //將EEPROM的溫度告警復(fù)制到暫存器中，復(fù)制期間輸出0，復(fù)制完成后輸出1
#define ReadPower 0xB4 //讀電源的供電方式：0為寄生電源供電；1為外部電源供電
void ds18b20_start(void);
unsigned short ds18b20_read(void);
#endif