目录
一、介绍
二、传感器原理
1.原理图
2.工作时序
3.工作原理：复位脉冲与应答脉冲
4.工作原理：写时序
5.工作原理：读时序
6.工作原理：DS18B20读取的数据格式
7.工作原理：DS18B20配置步骤
三、程序设计
main.c文件
ds18b20.h文件
ds18b20.c文件
四、实验效果
五、资料获取
项目分享
一、介绍
DS18B20是一种常见的数字型温度传感器，具备独特的单总线接口方式。其控制命令和数据都是以数字信号的方式输入输出，相比较于模拟温度传感器，具有功能强大、硬件简单、易扩展、抗干扰性强等特点。
以下是DHT11温湿度传感器的参数：
| 供电电压 | DC：5V |
| 工作范围(温度) | -55~+125℃ |
| 通信接口 | 1-Wire（单总线） |
| 温度精度 | ±0.5℃ |
| 分辨率调整范围 | 9~12位 |
| 主要芯片 | 18B20温度传感器 |
哔哩哔哩视频链接：
DS18B20温度传感器详解（STM32）
（资料分享见文末）
二、传感器原理
1.原理图
单总线上必须有一个上拉电阻（R1）以实现单总线闲置时，其处于高电平状态，也可配置为开漏模式
引脚描述
| 引脚名称 | 描述 |
| VCC | 供给电压5V |
| GND | 地线 |
| I/O | 数字信号线 |
2.工作时序
单总线是一种半双工通信方式，DS18B20共有6种信号类型：复位脉冲、应答脉冲、写0、写1、读0和读1。所有这些信号，除了应答脉冲以外，都由主机发出同步信号。并且发送所有的命令和数据都是字节的低位在前。
3.工作原理：复位脉冲与应答脉冲
4.工作原理：写时序
5.工作原理：读时序
单总线器件仅在主机发出读时序时，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。
所有读时序至少需要60us，且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us之内采样总线状态
6.工作原理：DS18B20读取的数据格式
7.工作原理：DS18B20配置步骤
三、程序设计
1.使用STM32F103C8T6读取DS18B20温度传感器采集的数据，通过串口发送至电脑
2.将读取得到的温湿度数据同时在OLED上显示
| DS18B20 | PA6 |
| OLED_SCL | PB11 |
| OLED_SDA | PB10 |
| 串口 | 串口1 |
main.c文件
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "OLED.h"
#include "ds18b20.h"
#include "string.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 项目 : DS18B20数字温度传感器读取实验
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.13
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 见ds18b20.h
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
int main(void)
{
unsigned char p[16]=" ";
short temperature = 0; //温度值
delay_init(72);
LED_Init(); //初始化与控制设备连接的硬件接口
OLED_Init(); //OLED初始化
delay_ms(50);
OLED_Clear(); //清屏
//显示“温度：”
OLED_ShowChinese(0,0,0,16,1);
OLED_ShowChinese(16,0,1,16,1);
OLED_ShowChar(40,0,':',16,1);
while(DS18B20_Init()) //DS18B20初始化
{
OLED_ShowString(0,0,"DS18B20 Error",16,1);
delay_ms(200);
OLED_ShowString(60,0," " ,16,1);
delay_ms(200);
}
delay_ms(1000);
USART1_Config();//串口初始化
while(1)
{
temperature=DS18B20_Get_Temp(); //读取温度
printf("T:%4.1f \r\n",(float)temperature/10); //串口发送出去
sprintf((char*)p,"%4.1f ",(float)temperature/10);
OLED_ShowString(60,0,p ,16,1);
// OLED_ShowChar(60,16,temperature/100+'0',16,1);
// OLED_ShowChar(68,16,temperature%100/10+'0',16,1);
// OLED_ShowChar(76,16,'.',16,1);
// OLED_ShowChar(84,16,temperature%10+'0',16,1);
delay_ms(100);
}
}
ds18b20.h文件
#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H
#include "sys.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 文件 : DS18B20数字温度传感器h文件
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.13
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 见代码
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
/***************根据自己需求更改****************/
//DS18B20引脚宏定义
#define DS18B20_GPIO_PORT GPIOA
#define DS18B20_GPIO_PIN GPIO_Pin_6
#define DS18B20_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA
/*********************END**********************/
//输出状态定义
#define OUT 1
#define IN 0
//控制DS18B20引脚输出高低电平
#define DS18B20_Low GPIO_ResetBits(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN)
#define DS18B20_High GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN)
u8 DS18B20_Init(void);//初始化DS18B20
short DS18B20_Get_Temp(void);//获取温度
void DS18B20_Start(void);//开始温度转换
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);//写入一个字节
u8 DS18B20_Read_Byte(void);//读出一个字节
u8 DS18B20_Read_Bit(void);//读出一个位
void DS18B20_Mode(u8 mode);//DS18B20引脚输出模式控制
u8 DS18B20_Check(void);//检测是否存在DS18B20
void DS18B20_Rst(void);//复位DS18B20
#endifds18b20.c文件
#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"
/*****************辰哥单片机设计******************
STM32
* 文件 : DS18B20数字温度传感器c文件
* 版本 : V1.0
* 日期 : 2024.8.13
* MCU : STM32F103C8T6
* 接口 : 见DS18B20.h文件
* BILIBILI : 辰哥单片机设计
* CSDN : 辰哥单片机设计
* 作者 : 辰哥
**********************BEGIN***********************/
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_Mode(OUT); //SET OUTPUT
DS18B20_Low; //拉低DQ
delay_us(750); //拉低750us
DS18B20_High; //DQ=1
delay_us(15); //15US
}
//等待DS18B20的回应
//返回1:未检测到DS18B20的存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Check(void)
{
u8 retry=0;
DS18B20_Mode(IN); //SET INPUT
while (GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN)&&retry<200)
{
retry++;
delay_us(1);
};
if(retry>=200)return 1;
else retry=0;
while (!GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN)&&retry<240)
{
retry++;
delay_us(1);
};
if(retry>=240)return 1;
return 0;
}
//从DS18B20读取一个位
//返回值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{
u8 data;
DS18B20_Mode(OUT); //SET OUTPUT
DS18B20_Low;
delay_us(2);
DS18B20_High;
DS18B20_Mode(IN); //SET INPUT
delay_us(12);
if(GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN))data=1;
else data=0;
delay_us(50);
return data;
}
//从DS18B20读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void)
{
u8 i,j,dat;
dat=0;
for (i=1;i<=8;i++)
{
j=DS18B20_Read_Bit();
dat=(j<<7)|(dat>>1);
}
return dat;
}
//写一个字节到DS18B20
//dat：要写入的字节
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
u8 j;
u8 testb;
DS18B20_Mode(OUT); //SET OUTPUT;
for (j=1;j<=8;j++)
{
testb=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if (testb)
{
DS18B20_Low; // Write 1
delay_us(2);
DS18B20_High;
delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_Low; // Write 0
delay_us(60);
DS18B20_High;
delay_us(2);
}
}
}
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0x44); // convert
}
//初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(DS18B20_GPIO_CLK, ENABLE); //使能PORTA口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_PIN; //PORTA.6 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_PORT,DS18B20_GPIO_PIN); //输出1
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Check();
}
//从ds18b20得到温度值
//精度：0.1C
//返回值：温度值 （-550~1250）
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
u8 temp;
u8 TL,TH;
short tem;
DS18B20_Start (); // ds1820 start convert
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0xbe); // convert
TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB
if(TH>7)
{
TH=~TH;
TL=~TL;
temp=0; //温度为负
}else temp=1; //温度为正
tem=TH; //获得高八位
tem<<=8;
tem+=TL; //获得底八位
tem=(float)tem*0.625; //转换
if(temp)return tem; //返回温度值
else return -tem;
}
void DS18B20_Mode(u8 mode)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(DS18B20_GPIO_CLK, ENABLE); //使能PORTA口时钟
if(mode)
{
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
}
else
{
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
}
GPIO_Init(DS18B20_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}四、实验效果
