2021年09月17日 | STM8单片机读取18B20温度传感器

ds18b20是最常用的数字温度传感器，只需要通过一根线就可取读取温度值，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。温度测量范围 -55°C 到 +125°C。

引脚排列如下

GND为电源地;

DQ为数字信号输入/输出端;

VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)

内部结构如下：

通过DQ端口按照一定的格式就可以将温度值读取出来。

转换成功后的温度值在寄存器中存放

S为符号位，bit0—bit3为存放小数部分，bit4—bit10存放整数部分。

初始化时序

主机首先发出一个480-960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。

从器件的DS18B20在一上电后就一直在检测总线上是否有480-960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。

读写时序

所有的写时隙必须有最少60us的持续时间，相邻两个写时隙必须要有最少1us的恢复时间。写时序分为写0和写1两种。

写”0”时，在拉低总线后主机必须继续拉低总线以满足时隙持续时间的要求(至少60μs)，然后释放总线直到写周期结束。

写1时，在拉低总线后主机必须在15μs内释放总线。在总线被释放后，由于上拉电阻将总线恢复为高电平。

所有的写操作必须至少有60us的持续时间，最长不超过120us。相邻两个写时隙必须要有最少1us的恢复时间。所有的写操作（写0和写1）都由拉低总线产生。

当总线控制器把数据线从高电平拉到低电平时，读时序开始，数据线必须至少保持1us，然后总线被释放。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，两个读周期间至少1us的恢复时间。

读写时序是分时完成的，所以在对总线读写时，要阉割按照时序来进行。

对ds18b20进行温度转换必须经过以下 3个步骤 ：

(1)每次读写前对ds18b20进行复位初始化。复位要求主 CPU 将数据线下拉 500us ，然后释放， DS18B20 收到信号后等待16us ~ 60us 左右，然后发出60us~240us 的存在低脉冲，主 CPU 收到此信号后表示复位成功。

(2)发送一条 ROM 指令

(3)发送存储器指令

比如官方手册中给出了一个操作例子

这个例子是总线上有多个设备，每次操作前都要进行身份对比，如果只有一个设备，那么就可以跳过ROM地址的识别。

接下来就可以用代码操作传感器了：

#include "ds18b20.h"

#include "stm8s103f.h"

#include "delay.h"

#define DS18B20_DQ_OUT          PA_DDR |= 0x08   //输出

#define DS18B20_DQ_IN           PA_DDR &= 0xf7   //输入

#define DS18B20_DQ_HIGH         PA_ODR |= 0x08   //拉高

#define DS18B20_DQ_LOW          PA_ODR &= 0xf7   //拉低

#define DS18B20_DQ_PULL_UP      PA_CR1 |= 0x08   //上拉输入

#define DS18B20_DQ_FLOATING     PA_CR1 &= 0xf7    //浮空输入

#define DS18B20_DQ_PUSH_PULL    PA_CR1 |= 0x08   //推挽输出

#define DS18B20_DQ_OPEN_DRAIN   PA_CR1 &= 0xf7    //开漏输出

#define DS18B20_DQ_VALUE        PA_IDR &0x08       //DQ值

void DS18B20_Init( void )

{

DS18B20_DQ_OUT;

DS18B20_DQ_PUSH_PULL;

DS18B20_DQ_HIGH;

delay_us( 10 );

DS18B20_DQ_LOW;

delay_us( 600 ); /*复位脉冲 */

DS18B20_DQ_IN;

DS18B20_DQ_PULL_UP;

delay_us( 60 );

while ( DS18B20_DQ_VALUE == 1 )

;

delay_us( 400 );

}

void DS18B20_WriteByte(unsigned char _data)

{

unsigned char i = 0;

DS18B20_DQ_OUT;

for ( i = 0; i < 8; i++ )

{

DS18B20_DQ_LOW;

delay_us( 2 );

if ( _data & 0x01 )

{

DS18B20_DQ_HIGH;

}

_data >>= 1;

delay_us( 60 );

DS18B20_DQ_HIGH;

}

}

unsigned char DS18B20_ReadByte(void)

{

unsigned char i = 0, _data = 0;

for ( i = 0; i < 8; i++ )

{

DS18B20_DQ_OUT;

DS18B20_DQ_LOW;

delay_us( 5 );

_data >>= 1;

DS18B20_DQ_HIGH;

DS18B20_DQ_IN;

if ( DS18B20_DQ_VALUE )

{

_data |= 0x80;

}

DS18B20_DQ_OUT;

DS18B20_DQ_HIGH;

delay_us( 60 );

}

return(_data);

}

float DS18B20_ReadTemperature(void)

{

unsigned char  temp = 0;

float t= 0;

DS18B20_Init();

DS18B20_WriteByte( 0xcc );

DS18B20_WriteByte( 0x44 );

DS18B20_Init();

DS18B20_WriteByte( 0xcc );

DS18B20_WriteByte( 0xbe );

temp = DS18B20_ReadByte();

t = ( ( (temp & 0xf0) >> 4) + (temp & 0x07) * 0.125);

temp = DS18B20_ReadByte();

t += ( (temp & 0x0f) << 4);

return(t);

}

读取温度时，直接在主函数中调用

#include "stm8s103f.h"

#include "ds18b20.h"

#include "delay.h"

/*系统时钟初始化*/

void SysClkInit(void)

{                           //默认值为16M 8分频

CLK_SWR=0xe1;      //HSI为主时钟源  16MHz CPU时钟频率

CLK_CKDIVR=0x00;   //CPU时钟0分频，系统时钟0分频 16M 

}

main()

{

    float tem;

    SysClkInit();

    delay_init(16);

    tem=DS18B20_ReadTemperature();

while (1);

}

在使用ds18b20的时候，关键是要保证时序的正确性，如果编写的代码不能正确读出温度值，就需要通过示波器来分析总线上的波形，看看总线上的时序是否和芯片手册中要求的一样。