普中STM32-PZ6806L开发板(HAL库函数实现-温度传感器DS18B20)-编程知识

普中STM32-PZ6806L开发板(HAL库函数实现-温度传感器DS18B20)

简介

主芯片STM32F103ZET6, 通过引脚PG11 连接DS18B20, 读取DS18B20采集的温度数据;

电路原理图

DS18B20电路图
在这里插入图片描述
DS18B20 与主芯片连接引脚

其他知识

DS18B20资料

DS18B20数据手册

DS18B20 简介

单线通讯的温度传感器,
测量温度在-55℃ 到 +125℃，
在-10°C 到 +85°C精度±0.5°C，
9~12bit 可设定分辨率,
默认12bit分辨率,
12bit分辨率下温度转化时间在最长是750ms,
温度值存在DS18B20 ROM中是补码的形式存储, 负值需要取反 + 1才能得到原码

实现步骤

时序图中设计到的采集数据时有进行us级别的延时, 需要将系统改成us级别或者定义一个TIMER作为us级别的延时器

创建项目

参考普中STM32-PZ6806L开发板(STM32CubeMX创建项目并点亮LED灯)

TIM2 实现us级别延时

参考普中STM32-PZ6806L开发板(HAL库函数实现-TIM2实现us延时)

引脚初始化

默认初始化为输出
在这里插入图片描述

添加用户代码

引脚输入输出变动代码

引脚涉及到输入和输出, 所以我们需要在代码里面实现输入和输出可以切换的方式, 代码如下

	static void SENSOR_DS18B20_SetPinInput(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);
}static void SENSOR_DS18B20_SetPinOutput(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_Pin;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;HAL_GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);
}

初始化时序代码

在这里插入图片描述

/*SENSOR_DS18B20_Reset :初始化，也是复位, 每次发送指令前的动作0 : 初始化失败1 : 初始化成功
*/
static uint8_t SENSOR_DS18B20_Reset(void)
{uint8_t res = 0;SENSOR_DS18B20_SetPinOutput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);   // 引脚输出模式HAL_GPIO_WritePin (DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0);  // 拉低引脚delay_us (480);   // 参考初始化时序图, 延时480usSENSOR_DS18B20_SetPinInput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);    // set the pin as inputdelay_us (60);    // 15~60us等待DS18B20回复信息, 多等20us避免检测不到if ( !HAL_GPIO_ReadPin(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN) )res = 1;  // 检测到低电平,  DS18B20有响应else res = 0;delay_us (420); // 等待DS18B20结束响应return res;
}

读写时序代码

在这里插入图片描述

void SENSOR_DS18B20_Write(uint8_t data)
{/*按位写, 根据时序图, 按照写的 高电平的时序 和 低电平的时序进行延时*/for (int i = 0; i < 8; ++i){if ((data & (1<<i))!=0) // 写1{SENSOR_DS18B20_SetPinOutput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);  HAL_GPIO_WritePin(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0);  // 拉低delay_us (2);  // 低电平保持时间SENSOR_DS18B20_SetPinInput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);  // 输入delay_us (60);  // 等待}else // 写0{SENSOR_DS18B20_SetPinOutput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);HAL_GPIO_WritePin (DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0);  // 拉低delay_us (60);  // 等待60usSENSOR_DS18B20_SetPinInput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); // 输入}}
}uint8_t SENSOR_DS18B20_Read (void)
{uint8_t value = 0;for (int i=0;i<8;i++){SENSOR_DS18B20_SetPinOutput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);HAL_GPIO_WritePin(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0);  // 拉低delay_us(2);  // 拉低电平等待时间SENSOR_DS18B20_SetPinInput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);if (HAL_GPIO_ReadPin (DS18B20_PORT, DS18B20_PIN))  {value |= 1<<i;  }delay_us (60);  // DS18B20数据响应时间}return value;
}

获取温度值

float SENSOR_DS18B20_GetTemperature(void)
{uint8_t lsb_byte, msb_byte;uint16_t temp = 0;float value = 0.0;SENSOR_DS18B20_Reset ();HAL_Delay (1);SENSOR_DS18B20_Write (0xCC);  // skip ROMSENSOR_DS18B20_Write (0x44);  // convert tHAL_Delay (800); // 12bit分辨率最长转换时间750msSENSOR_DS18B20_Reset ();HAL_Delay (1);SENSOR_DS18B20_Write (0xCC);  // skip ROMSENSOR_DS18B20_Write (0xBE);  // 读值指令lsb_byte = SENSOR_DS18B20_Read(); // LSBmsb_byte = SENSOR_DS18B20_Read(); // MSBtemp = msb_byte;temp = (temp<<8) + lsb_byte; // 合并if((temp&0xf800)==0xf800) // 符号位判定是否负数{temp=(~temp)+1; // 补码转原码value=temp*(-0.0625); //12bit 增量值}else{value=temp*0.0625;	//12bit 增量值}return value;
}

main.c

int main()
{
...while (1){printf("sensors temp: %f\r\n", SENSOR_DS18B20_GetTemperature());HAL_Delay(2000);}
...
}

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在这里插入图片描述

代码

不需要下载, 基本代码上面都提供了

参考

普中STM32-PZ6806L开发板(HAL库函数实现-批量操作GPIO引脚实现跑马灯)

结语

在网上看到一种利用串口单线半双工原理读取数据的，也是很有意思（未试验过）。。。

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