【STM32学习】（30）STM32实现18B20温度采集（标准库和HAL库实现）

单片机型号：STM32F103

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现要求完成温度采集并在串口或液晶屏上显示。我们这里使用DS18B20实现，它的一些特性大家可以网上搜搜，资料很多。

18B20的两个时序图很重要，程序的完成就是按照时序图完成的。

复位的时序图：

读写0/1的时序图：

ROM命令
总线上可以挂多个器件，通过不同的器件地址来访问不同的器件。同样， 1-Wire 总线也可以挂多个器件，但是它只有一条线，如何区分不同的器件呢？

在每个 DS18B20 内部都有一个唯一的 64 位长的序列号，这个序列号值就存在 DS18B20内部的 ROM 中。开始的 8 位是产品类型编码（DS18B20 是 0x10），接着的 48 位是每个器件唯一的序号，最后的 8 位是 CRC 校验码。 DS18B20 可以引出去很长的线，最长可以到几十米，测不同位置的温度。单片机可以通过和 DS18B20 之间的通信，获取每个传感器所采集到的温度信息，也可以同时给所有的 DS18B20 发送一些指令。这些指令相对来说比较复杂，而且应用很少。
我们这里只讲一条总线上只接一个器件的指令和程序。
Skip ROM（跳过 ROM）： 0xCC。当总线上只有一个器件的时候，可以跳过 ROM，不进行 ROM 检测。

RAM 存储器操作指令

Read Scratchpad（读暂存寄存器）： 0xBE
DS18B20 的温度数据是 2 个字节，我们读取数据的时候，先读取到的是低字节的低位，读完了第一个字节后，再读高字节的低位，直到两个字节全部读取完毕。
Convert Temperature（启动温度转换）： 0x44
当我们发送一个启动温度转换的指令后， DS18B20 开始进行转换。从转换开始到获取温度， DS18B20 是需要时间的，而这个时间长短取决于 DS18B20 的精度。

电路图设计：

接线表设计：

模块（18B20）	STM32的IO口	功能设置
GND	GND	-
VCC	3.3V	-
TDQ	PA6	输入输出模式需要来回切换
-	PA9	TX PA9
-	PA10	RX PA10

标准库实现温度采集：

代码：

/****************************************
函数名称：void mode_output(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：输出模式
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
联系方式：
修改作者：
修改时间：
修改说明：
****************************************/
void mode_output(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/* Configure Ports */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}/****************************************
函数名称：void mode_input(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：输入模式
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
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修改作者：
修改时间：
修改说明：
****************************************/
void mode_input(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/* Configure Ports */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}/****************************************
函数名称：void ds18b20_rst(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：复位
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
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修改时间：
修改说明：
****************************************/
void ds18b20_rst(void)
{mode_output();                //输出模式GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);              //拉低DQ引脚delay_us(600);         //延时480-960usGPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);              //拉高DQ引脚  mode_input();while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6));         //等待器件应答（器件拉低），约15-60us后while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6));        //应答脉冲出现后，等待器件拉高，约60-240us后
}/****************************************
函数名称：void ds18b20_write_zero(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：写0位
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
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修改时间：
修改说明：
****************************************/
void ds18b20_write_zero(void)
{mode_output();                    //输出模式GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);                   //拉低引脚 delay_us(80);              //延时60-120usGPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);                  //拉高引脚delay_us(2);
} /****************************************
函数名称：void ds18b20_write_one(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：写1位
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
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修改时间：
修改说明：
****************************************/
void ds18b20_write_one(void)
{mode_output();                           //输出模式GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);delay_us(2);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);delay_us(80);
} /****************************************
函数名称：void ds18b20_read_bit(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：读1位数据
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
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修改时间：
修改说明：
****************************************/
unsigned char ds18b20_read_bit(void)
{unsigned char data;mode_output();GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);delay_us(2);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);;mode_input();delay_us(5);if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6))data=1;elsedata=0;delay_us(500);  return data;
}/****************************************
函数名称：void ds18b20_write_byte(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：写一个字节
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
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修改时间：
修改说明：
****************************************/
void ds18b20_write_byte(unsigned char data)
{unsigned char i,testb;mode_output();for(i=0;i<8;i++){testb=data&0x01;                 //从低位开始写data>>=1;if(testb)ds18b20_write_one();elseds18b20_write_zero();}
}/****************************************
函数名称：unsigned char ds18b20_read_byte(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：读一个字节
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
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修改作者：
修改时间：
修改说明：
****************************************/
unsigned char ds18b20_read_byte(void)
{unsigned char i,j,data=0;for(i=0;i<8;i++){j=ds18b20_read_bit();data=(j<<7)|(data>>1);      //从低位开始读}return data;
}/****************************************
函数名称：void ds18b20_start(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：开始转换
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
联系方式：
修改作者：
修改时间：
修改说明：
****************************************/
void ds18b20_start(void)
{                                                                  ds18b20_rst();              ds18b20_write_byte(0xcc);   // 跳过ROMds18b20_write_byte(0x44);   //温度转换
}/****************************************
函数名称：void ds18b20_init(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：初始化
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
联系方式：
修改作者：
修改时间：
修改说明：
****************************************/
void ds18b20_init(void)
{gpio_init();     //此引脚需根据相应的单片机进行配置ds18b20_rst();
} /****************************************
函数名称：short get_tempetature(void)
函数参数：无参
函数返回值：无
函数功能：获取温度
创建作者：王艇
创建时间：2021.5.21
联系方式：
修改作者：
修改时间：
修改说明：
****************************************/
short get_tempetature(void)
{unsigned char TL,TH;short tem;ds18b20_start();           //开始转换delay_ms(700);             //等待转换完成ds18b20_init();    ds18b20_write_byte(0xcc);   //跳过ROMds18b20_write_byte(0xbe);   //读取暂存寄存器    TL=ds18b20_read_byte();     //低八位 TH=ds18b20_read_byte();     //高八位，注意前五位为符号位只有全为0的时候温度是正的      tem=TH;                      //获得高八位tem<<=8;   tem+=TL;                     //获得底八位return tem;
}

实现效果：

HAL库实现温度采集：

实现效果：

需要的可以给我留言，我发给大家。

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