【HAL库每天一例】第070例： OneWire_DS18B20温度传感器
HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。。。。。我们将坚持每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。
例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图
百度云链接：https://pan.baidu.com/s/1i574oPv
密码：r3s3
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\2. 软件设计之高级裸机例程(HAL库版本)\YSF1_HAL-103. OneWire_DS18B20温度传感器）
/**
******************************************************************************
* 硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
*
*例程名称: YSF1_HAL-103. OneWire_DS18B20温度传感器
*
******************************************************************************
* 说明：
* 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
*
* 淘宝：
* 论坛：硬石电子社区
* 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
******************************************************************************
*/
【1】例程简介
DS18B20温度传感器
【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号 IO端口 目标功能引脚 出厂默认设置
JP1 PA10 TXD(CH340G) 已接入
JP2 PA9 RXD(CH340G) 已接入
JP6 PD3 AM2303/DS18B20 已接入
【3】操作及现象
使用开发板配套的MINI USB线连接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口（需要安
装驱动），在电脑端打开串口调试助手工具，设置参数为115200 8-N-1。下载完程序之后，在串
口调试助手窗口可接收到信息。
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
bsp_DS18B20.h文件内容
#ifndef __ONEWIRE_DS18B20_H__
#define __ONEWIRE_DS18B20_H__
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f1xx_hal.h"
/* 类型定义 ------------------------------------------------------------------*/
/* 宏定义 -------------------------------------------------------------------*/
/*********************** DS18B20 连接引脚定义**************************/
#define DS18B20_Dout_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE()
#define DS18B20_Dout_PORT GPIOD
#define DS18B20_Dout_PIN GPIO_PIN_3
/*********************** DS18B20 函数宏定义****************************/
#define DS18B20_Dout_LOW() HAL_GPIO_WritePin(DS18B20_Dout_PORT,DS18B20_Dout_PIN,GPIO_PIN_RESET)
#define DS18B20_Dout_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(DS18B20_Dout_PORT,DS18B20_Dout_PIN,GPIO_PIN_SET)
#define DS18B20_Data_IN() HAL_GPIO_ReadPin(DS18B20_Dout_PORT,DS18B20_Dout_PIN)
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 函数声明 ------------------------------------------------------------------*/
uint8_t DS18B20_Init(void);
void DS18B20_ReadId( uint8_t * ds18b20_id);
float DS18B20_GetTemp_SkipRom(void);
float DS18B20_GetTemp_MatchRom(uint8_t *ds18b20_id);
#endif /* __ONEWIRE_DS18B20_H__ */
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
bsp_DS18B20.c文件内容
/**
******************************************************************************
* 文件名程: bsp_DS18B20.c
* 作 者: 硬石嵌入式开发团队
* 版 本: V1.0
* 编写日期: 2015-10-04
* 功 能: DS18B20温度传感器底层驱动程序
******************************************************************************
* 说明：
* 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
*
* 淘宝：
* 论坛：http://www.ing10bbs.com
* 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
******************************************************************************
*/
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "DS18B20/bsp_DS18B20.h"
/* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
/* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
#define Delay_ms(x) HAL_Delay(x)
/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
static void DS18B20_Mode_IPU(void);
static void DS18B20_Mode_Out_PP(void);
static void DS18B20_Rst(void);
static uint8_t DS18B20_Presence(void);
static uint8_t DS18B20_ReadBit(void);
static uint8_t DS18B20_ReadByte(void);
static void DS18B20_WriteByte(uint8_t dat);
static void DS18B20_SkipRom(void);
static void DS18B20_MatchRom(void);
/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
/**
* 函数功能:
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
static void DS18B20_Delay(uint16_t time)
{
uint8_t i;
while(time)
{
for (i = 0; i < 10; i++)
{
}
time--;
}
}
/**
* 函数功能: DS18B20 初始化函数
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
uint8_t DS18B20_Init(void)
{
DS18B20_Dout_GPIO_CLK_ENABLE();
DS18B20_Mode_Out_PP();
DS18B20_Dout_HIGH();
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Presence ();
}
/**
* 函数功能: 使DS18B20-DATA引脚变为上拉输入模式
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
static void DS18B20_Mode_IPU(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* 串口外设功能GPIO配置 */
GPIO_InitStruct.Pin = DS18B20_Dout_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode= GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull= GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(DS18B20_Dout_PORT, &GPIO_InitStruct);
}
/**
* 函数功能: 使DS18B20-DATA引脚变为推挽输出模式
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
static void DS18B20_Mode_Out_PP(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* 串口外设功能GPIO配置 */
GPIO_InitStruct.Pin = DS18B20_Dout_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(DS18B20_Dout_PORT, &GPIO_InitStruct);
}
/**
* 函数功能: 主机给从机发送复位脉冲
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
static void DS18B20_Rst(void)
{
/* 主机设置为推挽输出 */
DS18B20_Mode_Out_PP();
DS18B20_Dout_LOW();
/* 主机至少产生480us的低电平复位信号 */
DS18B20_Delay(750);
/* 主机在产生复位信号后，需将总线拉高 */
DS18B20_Dout_HIGH();
/*从机接收到主机的复位信号后，会在15~60us后给主机发一个存在脉冲*/
DS18B20_Delay(15);
}
/**
* 函数功能: 检测从机给主机返回的存在脉冲
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 0：成功，1：失败
* 说 明：无
*/
static uint8_t DS18B20_Presence(void)
{
uint8_t pulse_time = 0;
/* 主机设置为上拉输入 */
DS18B20_Mode_IPU();
/* 等待存在脉冲的到来，存在脉冲为一个60~240us的低电平信号
* 如果存在脉冲没有来则做超时处理，从机接收到主机的复位信号后，会在15~60us后给主机发一个存在脉冲
*/
while( DS18B20_Data_IN() && pulse_time<100 )
{
pulse_time++;
DS18B20_Delay(1);
}
/* 经过100us后，存在脉冲都还没有到来*/
if( pulse_time >=100 )
return 1;
else
pulse_time = 0;
/* 存在脉冲到来，且存在的时间不能超过240us */
while( !DS18B20_Data_IN() && pulse_time<240 )
{
pulse_time++;
DS18B20_Delay(1);
}
if( pulse_time >=240 )
return 1;
else
return 0;
}
/**
* 函数功能: 从DS18B20读取一个bit
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 读取到的数据
* 说 明：无
*/
static uint8_t DS18B20_ReadBit(void)
{
uint8_t dat;
/* 读0和读1的时间至少要大于60us */
DS18B20_Mode_Out_PP();
/* 读时间的起始：必须由主机产生 >1us <15us 的低电平信号 */
DS18B20_Dout_LOW();
DS18B20_Delay(10);
/* 设置成输入，释放总线，由外部上拉电阻将总线拉高 */
DS18B20_Mode_IPU();
//Delay_us(2);
if( DS18B20_Data_IN() == SET )
dat = 1;
else
dat = 0;
/* 这个延时参数请参考时序图 */
DS18B20_Delay(45);
return dat;
}
/**
* 函数功能: 从DS18B20读一个字节，低位先行
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 读到的数据
* 说 明：无
*/
static uint8_t DS18B20_ReadByte(void)
{
uint8_t i, j, dat = 0;
for(i=0; i<8; i++)
{
j = DS18B20_ReadBit();
dat = (dat) | (j<<i);
}
return dat;
}
/**
* 函数功能: 写一个字节到DS18B20，低位先行
* 输入参数: dat：待写入数据
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
static void DS18B20_WriteByte(uint8_t dat)
{
uint8_t i, testb;
DS18B20_Mode_Out_PP();
for( i=0; i<8; i++ )
{
testb = dat&0x01;
dat = dat>>1;
/* 写0和写1的时间至少要大于60us */
if (testb)
{
DS18B20_Dout_LOW();
/* 1us < 这个延时 < 15us */
DS18B20_Delay(8);
DS18B20_Dout_HIGH();
DS18B20_Delay(58);
}
else
{
DS18B20_Dout_LOW();
/* 60us < Tx 0 < 120us */
DS18B20_Delay(70);
DS18B20_Dout_HIGH();
/* 1us < Trec(恢复时间) < 无穷大*/
DS18B20_Delay(2);
}
}
}
/**
* 函数功能: 跳过匹配 DS18B20 ROM
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
static void DS18B20_SkipRom ( void )
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Presence();
DS18B20_WriteByte(0XCC); /* 跳过 ROM */
}
/**
* 函数功能: 执行匹配 DS18B20 ROM
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
static void DS18B20_MatchRom ( void )
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Presence();
DS18B20_WriteByte(0X55); /* 匹配 ROM */
}
/*
* 存储的温度是16 位的带符号扩展的二进制补码形式
* 当工作在12位分辨率时，其中5个符号位，7个整数位，4个小数位
*
* |---------整数----------|-----小数 分辨率 1/(2^4)=0.0625----|
* 低字节| 2^3 | 2^2 | 2^1 | 2^0 | 2^(-1) | 2^(-2) | 2^(-3) | 2^(-4) |
*
*
* |-----符号位：0->正1->负-------|-----------整数-----------|
* 高字节|s|s|s|s| s | 2^6| 2^5| 2^4|
*
*
* 温度 = 符号位 + 整数 + 小数*0.0625
*/
/**
* 函数功能: 在跳过匹配 ROM 情况下获取 DS18B20 温度值
* 输入参数: 无
* 返 回 值: 温度值
* 说 明：无
*/
float DS18B20_GetTemp_SkipRom ( void )
{
uint8_t tpmsb, tplsb;
short s_tem;
float f_tem;
DS18B20_SkipRom ();
DS18B20_WriteByte(0X44); /* 开始转换 */
DS18B20_SkipRom ();
DS18B20_WriteByte(0XBE); /* 读温度值 */
tplsb = DS18B20_ReadByte();
tpmsb = DS18B20_ReadByte();
s_tem = tpmsb<<8;
s_tem = s_tem | tplsb;
if( s_tem < 0 ) /* 负温度 */
f_tem = (~s_tem+1) * 0.0625;
else
f_tem = s_tem * 0.0625;
return f_tem;
}
/**
* 函数功能: 在匹配 ROM 情况下获取 DS18B20 温度值
* 输入参数: ds18b20_id：用于存放 DS18B20 序列号的数组的首地址
* 返 回 值: 无
* 说 明：无
*/
void DS18B20_ReadId ( uint8_t * ds18b20_id )
{
uint8_t uc;
DS18B20_WriteByte(0x33); //读取序列号
for ( uc = 0; uc < 8; uc ++ )
ds18b20_id [ uc ] = DS18B20_ReadByte();
}
/**
* 函数功能: 在匹配 ROM 情况下获取 DS18B20 温度值
* 输入参数: ds18b20_id：存放 DS18B20 序列号的数组的首地址
* 返 回 值: 温度值
* 说 明：无
*/
float DS18B20_GetTemp_MatchRom ( uint8_t * ds18b20_id )
{
uint8_t tpmsb, tplsb, i;
short s_tem;
float f_tem;
DS18B20_MatchRom (); //匹配ROM
for(i=0;i<8;i++)
DS18B20_WriteByte ( ds18b20_id [ i ] );
DS18B20_WriteByte(0X44); /* 开始转换 */
DS18B20_MatchRom (); //匹配ROM
for(i=0;i<8;i++)
DS18B20_WriteByte ( ds18b20_id [ i ] );
DS18B20_WriteByte(0XBE); /* 读温度值 */
tplsb = DS18B20_ReadByte();
tpmsb = DS18B20_ReadByte();
s_tem = tpmsb<<8;
s_tem = s_tem | tplsb;
if( s_tem < 0 ) /* 负温度 */
f_tem = (~s_tem+1) * 0.0625;
else
f_tem = s_tem * 0.0625;
return f_tem;
}
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
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