STM32下单只DS18B20的驱动

折腾了一晚上，才把DS18B20的驱动移植到STM32上来。以前在51上使用过单个和多个连接的DS18B20，有现成的程序了，以为很快就能弄好，结果还是被卡住了，下面说下几个关键点吧：

首先是延时的问题，STM32上若用软件延时的话不太好算时间，所以要么用定时器要么用SysTick这个定时器来完成延时的计算。相比之下用SysTick来的简单方便点。

接着是STM32 IO脚的配置问题，因为51是双向的IO，所以作为输入输出都比较方便。STM32的IO是准双向的IO，网上查了下资料，说将STM32的IO配置成开漏输出，然后外接上拉即可实现双向IO。于是我也按规定做了，但调了老半天都不成功，是因为DS18B20没有响应的信号。在烦躁之际只有试下将接DQ的IO分别拉低和拉高看能不能读入正确的信号。结果果然是读入数据不对，原来我将IO配成开漏输出后相当然的以为读数据是用GPIO_ReadOutputDataBit()，这正是问题所在，后来将读入的函数改为GPIO_ReadInputDataBit()就OK了。现在温度是现实出来了，但跟我家里那台德胜收音机上显示的温度相差2度，都不知道是哪个准了，改天再找个温度计验证下。

下面引用一段DS18B20的时序描述，写的很详细:

DS18B20的控制流程

根据DS18B20的通信协议，DS18B20只能作为从机，而单片机系统作为主机，单片机控制DS18B20完成一次温度转换必须经过3个步骤：复位、发送ROM指令、发送RAM指令。每次对DS18B20的操作都要进行以上三个步骤。

复位过程为：单片机将数据线拉低至少480uS，然后释放数据线，等待15-60uS让DS18B20接收信号，DS18B20接收到信号后，会把数据线拉低60-240uS，主机检测到数据线被拉低后标识复位成功；

发送ROM指令：ROM指令表示主机对系统上所接的全部DS18B20进行寻址，以确定对那一个DS18B20进行操作，或者是读取某个DS18B20的ROM序列号。

发送RAM指令：RAM指令用于单片机对DS18B20内部RAM进行操作，如读取寄存器的值，或者设置寄存器的值。

具体的RAM和RAM指令请查阅DS18B20的数据手册。下面简单介绍：

1、ROM操作命令：DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制功能将无法使用。一旦总线检测到从属器件的存在，它便可以发出器件ROM操作指令，所有ROM操作指令均为8位长度，主要提供以下功能命令：

1 ）读ROM（指令码0X33H）：当总线上只有一个节点（器件）时，读此节点的64位序列号。如果总线上存在多于一个的节点，则此指令不能使用。

 2 ）ROM匹配（指令码0X55H）：此命令后跟64位的ROM序列号，总线上只有与此序列号相同的DS18B20才会做出反应；该指令用于选中某个DS18B20，然后对该DS18B20进行读写操作。

3 ）搜索ROM（指令码0XF0H）： 用于确定接在总线上DS18B20的个数和识别所有的64位ROM序列号。当系统开始工作，总线主机可能不知道总线上的器件个数或者不知道其64位ROM序列号，搜索命令用于识别所有连接于总线上的64位ROM序列号。

4 ）跳过ROM（指令码0XCCH）： 此指令只适合于总线上只有一个节点；该命令通过允许总线主机不提供64位ROM序列号而直接访问RAM，以节省操作时间。

5 ）报警检查（指令码0XECH）：此指令与搜索ROM指令基本相同，差别在于只有温度超过设定的上限或者下限值的DS18B20才会作出响应。只要DS18B20一上电，告警条件就保持在设置状态，直到另一次温度测量显示出非告警值，或者改变TH或TL的设置使得测量值再一次位于允许的范围之内。储存在EEPROM内的触发器用于告警。

2、RAM指令

DS18B20有六条RAM命令：

1)温度转换（指令码0X44H）:启动DS18B20进行温度转换，结果存入内部RAM。

2)读暂存器（指令码0XBEH）：读暂存器9个字节内容，此指令从RAM的第1个字节（字节0）开始读取，直到九个字节（字节8，CRC值）被读出为止。如果不需要读出所有字节的内容，那么主机可以在任何时候发出复位信号以中止读操作。

3)写暂存器（指令码0X4EH）： 将上下限温度报警值和配置数据写入到RAM的2、3、4字节，此命令后跟需要些入到这三个字节的数据。

4)复制暂存器（指令码0X48H）：把暂存器的2、3、4字节复制到EEPROM中，用以掉电保存。

5)重新调E2RAM（指令码0XB8H）：把EEROM中的温度上下限及配置字节恢复到RAM的2、3、4字节，用以上电后恢复以前保存的报警值及配置字节。

6)读电源供电方式（指令码0XB4H）：启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPU。对于在此命令送至DS18B20后所发出的第一次读出数据的时间片，器件都会给出其电源方式的信号。“0”表示寄生电源供电。“1”表示外部电源供电。

下面是结合实际测试总结出来的DS18B20的操作流程：

1、DS18B20的初始化

　　（1） 先将数据线置高电平“1”。

　　（2） 延时（该时间要求的不是很严格，但是尽可能的短一点）。

　　（3） 数据线拉到低电平“0”。

　　（4） 延时490微秒（该时间的时间范围可以从480到960微秒）。

　　（5） 数据线拉到高电平“1”。

　　（6） 延时等待（如果初始化成功则在15到60毫秒时间之内产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”。据该状态可以来确定它的存在，但是应注意不能无限的进行等待，不然会使程序进入死循环，所以要进行超时控制）。

　　（7） 若CPU读到了数据线上的低电平“0”后，还要做延时，其延时的时间从发出的高电平算起（第（5）步的时间算起）最少要480微秒。

　　（8） 将数据线再次拉高到高电平“1”后结束。　　

　　2、DS18B20的写操作

　　（1） 数据线先置低电平“0”。

　　（2） 延时确定的时间为2(小于15)微秒。

　　（3） 按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）。

　　（4） 延时时间为62（大于60）微秒。

　　（5） 将数据线拉到高电平，延时2(小于15)微秒。

　　（6） 重复上（1）到（6）的操作直到所有的字节全部发送完为止。

　　（7） 最后将数据线拉高。　　

　　3、 DS18B20的读操作

　　（1）将数据线拉高“1”。

　　（2）延时2微秒。

　　（3）将数据线拉低“0”。

　　（4）延时2（小于15）微秒。

　　（5）将数据线拉高“1”，同时端口应为输入状态。

　　（6）延时4（小于15）微秒。

　　（7）读数据线的状态得到1个状态位，并进行数据处理。

　　（8）延时62（大于60）微秒。

顺便把程序也贴上来吧，给大家参考下。

使用的方法：

只要调用一次 ds18b20_start() 来初始化DS18B20，然后每次读温度时直接调用 ds18b20_read()就可以了。如

ds18b20_start()； 

 while(1)

 { 

    for(i=1000000;i>0;i--);

    val = ds18b20_read();

 }

//========================================================

//        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;          //时间加载       

 SysTick->CTRL|=0x01;             //开始倒数     

 while(!(SysTick->CTRL&(1<<16))); //等待时间到达  

 SysTick->CTRL=0X00000000;        //关闭计数器 

 SysTick->VAL=0X00000000;         //清空计数器      

}  

unsigned char ResetDS18B20(void)

{

 unsigned char resport;

 SetDQ();

 Delay_us(50);

 ResetDQ();

 Delay_us(500);  //500us （该时间的时间范围可以从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内送数到数据线上，DS18B20在15-60u读数

  Delay_us(5);    //5us

  if(Dat & 0x01)

   SetDQ();

  else

   ResetDQ();

  Delay_us(65);    //65us

  SetDQ();

  Delay_us(2);    //连续两位间应大于1us

  Dat >>= 1; 

 } 

}

unsigned char DS18B20ReadByte(void)

{

 unsigned char i,Dat;

 SetDQ();

 Delay_us(5);

 for(i=8;i>0;i--)

 {

   Dat >>= 1;

    ResetDQ();     //从读时序开始到采样信号线必须在15u内，且采样尽量安排在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());  //等待复制完成 ///

}

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; //开漏输出

 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //2M时钟速度

 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为小数位，bit8-bit14为整数位，bit15为正负位

 Temperature=TemperatureH;

 Temperature=(Temperature<<8) | TemperatureL; 

 DS18B20StartConvert();

 return  Temperature;

}

//============================================

//      DS18B20.H

//============================================

#ifndef __DS18B20_H

#define __DS18B20_H

#define  SkipROM    0xCC     //跳过ROM

#define  SearchROM  0xF0  //搜索ROM

#define  ReadROM    0x33  //读ROM

#define  MatchROM   0x55  //匹配ROM

#define  AlarmROM   0xEC  //告警ROM

#define  StartConvert    0x44  //开始温度转换，在温度转换期间总线上输出0，转换结束后输出1

#define  ReadScratchpad  0xBE  //读暂存器的9个字节

#define  WriteScratchpad 0x4E  //写暂存器的温度告警TH和TL

#define  CopyScratchpad  0x48  //将暂存器的温度告警复制到EEPROM，在复制期间总线上输出0，复制完后输出1

#define  RecallEEPROM    0xB8    //将EEPROM的温度告警复制到暂存器中，复制期间输出0，复制完成后输出1

#define  ReadPower       0xB4    //读电源的供电方式：0为寄生电源供电；1为外部电源供电

void ds18b20_start(void);

unsigned short ds18b20_read(void);

#endif