一、DS18B20硬件原理圖與功能介紹

DS18B20是數字溫度傳感器，單總線接口，讀取溫度只需要一個IO口，還有不同的封裝形式，支持不同的環境。每個DS18B20還有64位的光刻ROM序列號，支持一個IO口上掛載多個DS18B20時，區分設備，也就是支持級聯，非常方便，不費IO口。

下面就介紹在STM32F407上面如果驅動DS18B20讀取溫度，代碼采用keil編寫，采用多文件的形式，代碼分為3個部分：

1. DS18B20.c文件，主要是核心函數的實現。
2. DS18B20.h文件，函數的聲明。
3. main.c文件。主函數，調用DS18B20讀取文件，并換算之后打印出來。

下面是DS18B20在開發板上的原理圖:

二、DS18B20核心代碼

2.1 DS18B20.c源碼

#include "ds18b20.h"

/*
函數功能：DS18b20IO口初始化
硬件連接：PG9
復用表示自動輸出數據
通用表示手動輸出數據
*/
void DS18B20_Init(void)
{
	/*1. 開時鐘*/
	RCC->AHB1ENR|=1<<6;//使能PORTG時鐘

	/*2. 初始化IO模式*/
	DS18B20_OUTPUT();	
}


/*
函數功能：等待DS18B20的回應
返回1:未檢測到DS18B20的存在
返回0:存在
*/
u8 DS18B20_Check(void) 	   
{   
	u8 retry=0;
	DS18B20_INPUT()   //設置DS18B20輸入模式
	while(DS18B20_IN&&retry<200)
	{
		retry++;
		DelayUs(1);
	};	 
	if(retry>=200)return 1;
	else retry=0;
	while(!DS18B20_IN&&retry<240)
	{
		retry++;
		DelayUs(1);
	};
	if(retry>=240)return 1;	    
	return 0;
}


/*
從DS18B20讀取一個字節
返回值：讀到的數據
*/
u8 DS18B20_ReadByte(void)
{        
	u8 i,data=0;
	for(i=0;i<8;i++) 
	{
		DS18B20_OUTPUT();  //初始化為輸出模式
		DS18B20_OUT=0;		 //輸出0 
		DelayUs(2);        
		DS18B20_OUT=1;     //上拉總線電平
		DS18B20_INPUT()    //初始化為輸入模式
		DelayUs(12);
		data>>=1;
		if(DS18B20_IN)
		{
			data|=0x80; 		
		}			
		DelayUs(50);
	}						    
  return data;
}


/*
寫一個字節到DS18B20
dat：要寫入的字節
*/
void DS18B20_WriteByte(u8 dat)     
{             
	u8 i;
	DS18B20_OUTPUT(); //初始化IO為輸出模式
	for(i=0;i<8;i++) 
	{
		if(dat&0x01) //先發低位
		{
			DS18B20_OUT=0;//輸出0
			DelayUs(2);                            
			DS18B20_OUT=1;//輸出1
			DelayUs(60);             
		}
		else 
		{
			DS18B20_OUT=0;//輸出0
			DelayUs(60);             
			DS18B20_OUT=1;//輸出1
			DelayUs(2);                          
		}
		dat>>=1;
	 }
}


/*
從ds18b20得到溫度值
精度：0.1C
返回值：溫度值 （-550~1250） 
*/
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
	u16 temp;
	u8 TL,TH;
	DS18B20_OUTPUT(); 
	DS18B20_OUT=0;		//輸出0 //拉低DQ
	DelayUs(750);     //拉低750us
	DS18B20_OUT=1;    //輸出1 //DQ=1 
	DelayUs(15);      //15US	  

	DS18B20_Check();	 
	DS18B20_WriteByte(0xcc); //跳過芯片ID檢測
	DS18B20_WriteByte(0x44); //轉換一次溫度

	DS18B20_OUTPUT(); 
	DS18B20_OUT=0;   //輸出0 //拉低DQ
	DelayUs(750);    //拉低750us
	DS18B20_OUT=1;	 //輸出1 //DQ=1 
	DelayUs(15);     //15US
	DS18B20_Check();	 

	DS18B20_WriteByte(0xcc);// 跳過芯片ID檢測
	DS18B20_WriteByte(0xbe);// 讀取轉換成功的溫度數據
	TL=DS18B20_ReadByte();  // LSB   
	TH=DS18B20_ReadByte();  // MSB  
	temp=((u16)TH<<8)|TL;
	return temp;
}

復制代碼

DS18B20.h源碼

#ifndef _DS18B20_H
#define _DS18B20_H
#include "stm32f4xx.h"

#include "sys.h"
#include "delay.h"
void DS18B20_Init(void);
short DS18B20_Get_Temp(void);
#define DS18B20_IN PGin(9)
#define DS18B20_OUT PGout(9)

#define DS18B20_INPUT()  \
		{\
			GPIOG->MODER&=~(0x3<<9*2);\
			GPIOG->MODER|=0x0<<9*2;\
			GPIOG->PUPDR&=~(0x3<<9*2);\
			GPIOG->PUPDR|=0x1<<9*2;\
		}
		
#define DS18B20_OUTPUT() \
		{\
			 GPIOG->MODER&=~(0x3<<9*2);\
			 GPIOG->MODER|=0x1<<9*2;\
			 GPIOG->OTYPER&=~(0x1<<9);\
			 GPIOG->OSPEEDR&=~(0x3<<9*2);\
			 GPIOG->OSPEEDR|=0x2<<9*2;\
			 GPIOG->ODR|=1<<9;\
		}
#endif

復制代碼

main.c源碼

#include "stm32f4xx.h" // Device header
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include "sys.h"
#include "exti.h"
#include "timer.h"
#include "pwm.h"
#include "ds18b20.h"

int main(void)
{
	short temp;
	unsigned short intT,decT; 	  //溫度值的整數和小數部分
	LED_Init();
	KEY_Init();
	USART1_Init(84,115200);
	KEY_EXTI_Init();
	DS18B20_Init();
	while(1)
	{
	  /*讀取溫度信息*/
		temp=DS18B20_Get_Temp();
		intT = temp >> 4;             //分離出溫度值整數部分
		decT = temp & 0xF;            //分離出溫度值小數部分
		printf("DS18B20: %d.%d *C\r\n",(int)intT,(int)decT);
		DelayMs(1000);
	}
}
復制代碼

溫度讀取效果