把DS18B20的驅(qū)動移植到STM32上來

下面說下幾個關(guān)鍵點吧：

首先是延時的問題，STM32上若用軟件延時的話不太好算時間，所以要么用定時器要么用SysTick這個定時器來完成延時的計算。相比之下用SysTick來的簡單方便點。

接著是STM32 IO腳的配置問題，因為51是雙向的IO，所以作為輸入輸出都比較方便。STM32的IO是準(zhǔn)雙向的IO，網(wǎng)上查了下資料，說將STM32的IO配置成開漏輸出，然后外接上拉即可實現(xiàn)雙向IO。于是我也按規(guī)定做了，但調(diào)了老半天都不成功，是因為DS18B20沒有響應(yīng)的信號。在煩躁之際只有試下將接DQ的IO分別拉低和拉高看能不能讀入正確的信號。結(jié)果果然是讀入數(shù)據(jù)不對，原來我將IO配成開漏輸出后相當(dāng)然的以為讀數(shù)據(jù)是用GPIO_ReadOutputDataBit()，這正是問題所在，后來將讀入的函數(shù)改為GPIO_ReadInputDataBit()就OK了?，F(xiàn)在溫度是現(xiàn)實出來了，但跟我家里那臺德勝收音機(jī)上顯示的溫度相差2度，都不知道是哪個準(zhǔn)了，改天再找個溫度計驗證下。

下面引用一段DS18B20的時序描述，寫的很詳細(xì):

DS18B20的控制流程

根據(jù)DS18B20的通信協(xié)議，DS18B20只能作為從機(jī)，而單片機(jī)系統(tǒng)作為主機(jī)，單片機(jī)控制DS18B20完成一次溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個步驟：復(fù)位、發(fā)送ROM指令、發(fā)送RAM指令。每次對DS18B20的操作都要進(jìn)行以上三個步驟。

復(fù)位過程為：單片機(jī)將數(shù)據(jù)線拉低至少480uS，然后釋放數(shù)據(jù)線，等待15-60uS讓DS18B20接收信號，DS18B20接收到信號后，會把數(shù)據(jù)線拉低60-240uS，主機(jī)檢測到數(shù)據(jù)線被拉低后標(biāo)識復(fù)位成功;

發(fā)送ROM指令：ROM指令表示主機(jī)對系統(tǒng)上所接的全部DS18B20進(jìn)行尋址，以確定對那一個DS18B20進(jìn)行操作，或者是讀取某個DS18B20的ROM序列號。

發(fā)送RAM指令：RAM指令用于單片機(jī)對DS18B20內(nèi)部RAM進(jìn)行操作，如讀取寄存器的值，或者設(shè)置寄存器的值。

具體的RAM和RAM指令請查閱DS18B20的數(shù)據(jù)手冊。下面簡單介紹：

1、ROM操作命令：DS18B20采用一線通信接口。因為一線通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能將無法使用。一旦總線檢測到從屬器件的存在，它便可以發(fā)出器件ROM操作指令，所有ROM操作指令均為8位長度，主要提供以下功能命令：

1 )讀ROM(指令碼0X33H)：當(dāng)總線上只有一個節(jié)點(器件)時，讀此節(jié)點的64位序列號。如果總線上存在多于一個的節(jié)點，則此指令不能使用。

2 )ROM匹配(指令碼0X55H)：此命令后跟64位的ROM序列號，總線上只有與此序列號相同的DS18B20才會做出反應(yīng);該指令用于選中某個DS18B20，然后對該DS18B20進(jìn)行讀寫操作。

3 )搜索ROM(指令碼0XF0H)：用于確定接在總線上DS18B20的個數(shù)和識別所有的64位ROM序列號。當(dāng)系統(tǒng)開始工作，總線主機(jī)可能不知道總線上的器件個數(shù)或者不知道其64位ROM序列號，搜索命令用于識別所有連接于總線上的64位ROM序列號。

4 )跳過ROM(指令碼0XCCH)：此指令只適合于總線上只有一個節(jié)點;該命令通過允許總線主機(jī)不提供64位ROM序列號而直接訪問RAM，以節(jié)省操作時間。

5 )報警檢查(指令碼0XECH)：此指令與搜索ROM指令基本相同，差別在于只有溫度超過設(shè)定的上限或者下限值的DS18B20才會作出響應(yīng)。只要DS18B20一上電，告警條件就保持在設(shè)置狀態(tài)，直到另一次溫度測量顯示出非告警值，或者改變TH或TL的設(shè)置使得測量值再一次位于允許的范圍之內(nèi)。儲存在EEPROM內(nèi)的觸發(fā)器用于告警。

2、RAM指令

DS18B20有六條RAM命令：

1)溫度轉(zhuǎn)換(指令碼0X44H):啟動DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，結(jié)果存入內(nèi)部RAM。

2)讀暫存器(指令碼0XBEH)：讀暫存器9個字節(jié)內(nèi)容，此指令從RAM的第1個字節(jié)(字節(jié)0)開始讀取，直到九個字節(jié)(字節(jié)8，CRC值)被讀出為止。如果不需要讀出所有字節(jié)的內(nèi)容，那么主機(jī)可以在任何時候發(fā)出復(fù)位信號以中止讀操作。

3)寫暫存器(指令碼0X4EH)：將上下限溫度報警值和配置數(shù)據(jù)寫入到RAM的2、3、4字節(jié)，此命令后跟需要些入到這三個字節(jié)的數(shù)據(jù)。

4)復(fù)制暫存器(指令碼0X48H)：把暫存器的2、3、4字節(jié)復(fù)制到EEPROM中，用以掉電保存。

5)重新調(diào)E2RAM(指令碼0XB8H)：把EEROM中的溫度上下限及配置字節(jié)恢復(fù)到RAM的2、3、4字節(jié)，用以上電后恢復(fù)以前保存的報警值及配置字節(jié)。

6)讀電源供電方式(指令碼0XB4H)：啟動DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號給主CPU。對于在此命令送至DS18B20后所發(fā)出的第一次讀出數(shù)據(jù)的時間片，器件都會給出其電源方式的信號。“0”表示寄生電源供電。“1”表示外部電源供電。

下面是結(jié)合實際測試總結(jié)出來的DS18B20的操作流程：

1、DS18B20的初始化

(1) 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。

(2) 延時(該時間要求的不是很嚴(yán)格，但是盡可能的短一點)。

(3) 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。

(4) 延時490微秒(該時間的時間范圍可以從480到960微秒)。

(5) 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。

(6)延時等待(如果初始化成功則在15到60毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時控制)。

(7)若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起(第(5)步的時間算起)最少要480微秒。

(8) 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。

2、DS18B20的寫操作

(1) 數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。

(2) 延時確定的時間為2(小于15)微秒。

(3) 按從低位到高位的順序發(fā)送字節(jié)(一次只發(fā)送一位)。

(4) 延時時間為62(大于60)微秒。

(5) 將數(shù)據(jù)線拉到高電平，延時2(小于15)微秒。

(6) 重復(fù)上(1)到(6)的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。

(7) 最后將數(shù)據(jù)線拉高。

3、 DS18B20的讀操作

(1)將數(shù)據(jù)線拉高“1”。

(2)延時2微秒。

(3)將數(shù)據(jù)線拉低“0”。

(4)延時2(小于15)微秒。

(5)將數(shù)據(jù)線拉高“1”，同時端口應(yīng)為輸入狀態(tài)。

(6)延時4(小于15)微秒。

(7)讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

(8)延時62(大于60)微秒。

順便把程序也貼上來吧，給大家參考下。

使用的方法：

只要調(diào)用一次 ds18b20_start() 來初始化DS18B20，然后每次讀溫度時直接調(diào)用 ds18b20_read()就可以了。如

ds18b20_start();

while(1)

{

for(i=1000000;i>0;i--);

val = ds18b20_read();

}

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// DS18B20.C By ligh

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#include "STM32Lib\\stm32f10x.h"

#include "DS18B20.h"

#define EnableINT()

#define DisableINT()

#define DS_PORT GPIOA

#define DS_DQIO GPIO_Pin_1

#define DS_RCC_PORT RCC_APB2Periph_GPIOA

#define DS_PRECISION 0x7f //精度配置寄存器 1f=9位; 3f=10位; 5f=11位; 7f=12位;

#define DS_AlarmTH 0x64

#define DS_AlarmTL 0x8a

#define DS_CONVERT_TICK 1000

#define ResetDQ() GPIO_ResetBits(DS_PORT,DS_DQIO)

#define SetDQ() GPIO_SetBits(DS_PORT,DS_DQIO)

#define GetDQ() GPIO_ReadInputDataBit(DS_PORT,DS_DQIO)

static unsigned char TempX_TAB[16]={0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x04,0x05,0x06,0x06,0x07,0x08,0x08,0x09,0x09};

void Delay_us(u32 Nus)

{

SysTick->LOAD=Nus*9; //時間加載

SysTick->CTRL|=0x01; //開始倒數(shù)

while(!(SysTick->CTRL&(1<<16))); //等待時間到達(dá)

SysTick->CTRL=0X00000000; //關(guān)閉計數(shù)器

SysTick->VAL=0X00000000; //清空計數(shù)器

}

unsigned char ResetDS18B20(void)

{

unsigned char resport;

SetDQ();

Delay_us(50);

ResetDQ();

Delay_us(500); //500us (該時間的時間范圍可以從480到960微秒)

SetDQ();

Delay_us(40); //40us

//resport = GetDQ();

while(GetDQ());

Delay_us(500); //500us

SetDQ();

return resport;

}

void DS18B20WriteByte(unsigned char Dat)

{

unsigned char i;

for(i=8;i>0;i--)

{

ResetDQ(); //在15u內(nèi)送數(shù)到數(shù)據(jù)線上，DS18B20在15-60u讀數(shù)

Delay_us(5); //5us

if(Dat & 0x01)

SetDQ();

else

ResetDQ();

Delay_us(65); //65us

SetDQ();

Delay_us(2); //連續(xù)兩位間應(yīng)大于1us

Dat >>= 1;

}

}

unsigned char DS18B20ReadByte(void)

{

unsigned char i,Dat;

SetDQ();

Delay_us(5);

for(i=8;i>0;i--)

{

Dat >>= 1;

ResetDQ(); //從讀時序開始到采樣信號線必須在15u內(nèi)，且采樣盡量安排在15u的最后

Delay_us(5); //5us

SetDQ();

Delay_us(5); //5us

if(GetDQ())

Dat|=0x80;

else

Dat&=0x7f;

Delay_us(65); //65us

SetDQ();

}

return Dat;

}

void ReadRom(unsigned char *Read_Addr)

{

unsigned char i;

DS18B20WriteByte(ReadROM);

for(i=8;i>0;i--)

{

*Read_Addr=DS18B20ReadByte();

Read_Addr++;

}

}

void DS18B20Init(unsigned char Precision,unsigned char AlarmTH,unsigned char AlarmTL)

{

DisableINT();

ResetDS18B20();

DS18B20WriteByte(SkipROM);

DS18B20WriteByte(WriteScratchpad);

DS18B20WriteByte(AlarmTL);

DS18B20WriteByte(AlarmTH);

DS18B20WriteByte(Precision);

ResetDS18B20();

DS18B20WriteByte(SkipROM);

DS18B20WriteByte(CopyScratchpad);

EnableINT();

while(!GetDQ()); //等待復(fù)制完成 ///////////

}

void DS18B20StartConvert(void)

{

DisableINT();

ResetDS18B20();

DS18B20WriteByte(SkipROM);

DS18B20WriteByte(StartConvert);

EnableINT();

}

void DS18B20_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(DS_RCC_PORT, ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS_DQIO;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //開漏輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //2M時鐘速度

GPIO_Init(DS_PORT, &GPIO_InitStructure);

}

void ds18b20_start(void)

{

DS18B20_Configuration();

DS18B20Init(DS_PRECISION, DS_AlarmTH, DS_AlarmTL);

DS18B20StartConvert();

}

unsigned short ds18b20_read(void)

{

unsigned char TemperatureL,TemperatureH;

unsigned int Temperature;

DisableINT();

ResetDS18B20();

DS18B20WriteByte(SkipROM);

DS18B20WriteByte(ReadScratchpad);

TemperatureL=DS18B20ReadByte();

TemperatureH=DS18B20ReadByte();

ResetDS18B20();

EnableINT();

if(TemperatureH & 0x80)

{

TemperatureH=(~TemperatureH) | 0x08;

TemperatureL=~TemperatureL+1;

if(TemperatureL==0)

TemperatureH+=1;

}

TemperatureH=(TemperatureH<<4)+((TemperatureL&0xf0)>>4);

TemperatureL=TempX_TAB[TemperatureL&0x0f];

//bit0-bit7為小數(shù)位，bit8-bit14為整數(shù)位，bit15為正負(fù)位

Temperature=TemperatureH;

Temperature=(Temperature<<8) | TemperatureL;

DS18B20StartConvert();

return Temperature;

}

//============================================

// DS18B20.H

//============================================

#ifndef __DS18B20_H

#define __DS18B20_H

#define SkipROM 0xCC //跳過ROM

#define SearchROM 0xF0 //搜索ROM

#define ReadROM 0x33 //讀ROM

#define MatchROM 0x55 //匹配ROM

#define AlarmROM 0xEC //告警ROM

#define StartConvert 0x44 //開始溫度轉(zhuǎn)換，在溫度轉(zhuǎn)換期間總線上輸出0，轉(zhuǎn)換結(jié)束后輸出1

#define ReadScratchpad 0xBE //讀暫存器的9個字節(jié)

#define WriteScratchpad 0x4E //寫暫存器的溫度告警TH和TL

#define CopyScratchpad 0x48 //將暫存器的溫度告警復(fù)制到EEPROM，在復(fù)制期間總線上輸出0，復(fù)制完后輸出1

#define RecallEEPROM 0xB8 //將EEPROM的溫度告警復(fù)制到暫存器中，復(fù)制期間輸出0，復(fù)制完成后輸出1

#define ReadPower 0xB4 //讀電源的供電方式：0為寄生電源供電;1為外部電源供電

void ds18b20_start(void);

unsigned short ds18b20_read(void);

#endif