代码收藏家 STM32单片机编程入门实战：DS18B20温度传感器模块使用指南（附源码）
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一.概要
DS18B20是一款常用的高精度的单总线数字温度测量芯片，具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。
二.DS18B20主要性能参数
IC输出型:数字式
感应精度范围:± 0.5°C
温度检测范围:-55°C 到 +125°C
电源电流:1mA
电源电压范围:3V 到 5.5V
分辨率:12bit
封装类型:TO-92
针脚数:3
引脚定义：
DQ为数字信号输入/输出端
GND为电源地
VCC为外接供电电源输入端，电源供电 3.0~5.5V
三.DS18B20温度传感器内部框图
64位ROM存储了器件的唯一序列码。
暂存器包含了两个字节的温度寄存器，存储来自于温度传感器的数字输出。另外，暂存器提供了一高一低两个报警触发阈值寄存器（TH和TL）。配置寄存器允许用户设定温度数字转换的分辨率为9，10，11或12位。2个字节的用户可编程E2PROM是非易失性存储，器件掉电时数据不会失去。
DS18B20 使用单总线协议，总线通讯通过一根控制信号线实现。控制线需要一个弱上拉电阻这样所有的器件都通过DS18B20 的DQ引脚连接到总线上。在这个总线系统中，单片机（主机）通过每个器件的唯一64位编码识别并寻址总线上的器件。因为每个器件都有唯一的编码，实际上挂在总线上并可以被寻址的设备数量是无限的。
四.DS18B20模块原理图
五.DS18B20模块跟单片机板子接线和通讯时序
1.单片机跟DS18B20连接示意图
2.单片机跟DS18B20通讯流程与时序
单片机发复位指令及DS18B20发存在响应时序
单片机读写数据位时序
3.通讯流程中的9个数据字节内容格式
4.温度数据寄存器LSB/MSB格式
比如温度值是125度，按照上述格式存储，那LSB字节就是0xD0,MSB字节是0x07。
六.STM32单片机DS18B20温度传感器实验
硬件准备：
STLINK接STM32F103C8T6小系统板，STLINK接电脑USB口。
板子与OLED用杜邦线连接：
板子G—-液晶GND
板子3.3–液晶VCC
板子B10—液晶SCL
板子B11—液晶SDA
用杜邦线把模块与开发板相连：
板子3.3—-模块VCC
板子A0—–模块DQ
板子G——模块GND
打开STM32CubeMX软件,新建工程
Part Number处输入STM32F103C8，再双击就创建新的工程
配置下载口引脚
配置外部晶振引脚
配置系统主频
配置PA0为输出，输出也可以读取引脚电平信号，还因为模块内部有上拉电阻，所以不需要配上拉
配置工程文件名，保存路径，KEIL5工程输出方式
生成工程
用Keil5打开工程
添加OLED驱动文件
添加温度传感器相关代码
主要代码
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned long u32;
void Init18b20 (void);
void WriteByte (unsigned char wr); //单字节写入
void read_bytes (unsigned char j); //单字节读取
unsigned char Temp_CRC (unsigned char j);//计算CRC
void GemTemp (void);//获取温度
void Config18b20 (void);//配置18B20
void ReadID (void);//读取ID
void TemperatuerResult(void);
void SystemClock_Config(void);
unsigned long Count;
//等待us级
void Delay_us(unsigned long i)
{
unsigned long j;
for(;i>0;i--)
{
for(j=12;j>0;j--);
}
}
unsigned char flag;
unsigned int Temperature;//温度
unsigned char temp_buff[9]; //存储读取的字节，read scratchpad为9字节，read rom ID为8字节
unsigned char id_buff[8];
unsigned char *p;
unsigned char crc_data;
//CRC表格
const unsigned char CrcTable [256]={
0, 94, 188, 226, 97, 63, 221, 131, 194, 156, 126, 32, 163, 253, 31, 65,
157, 195, 33, 127, 252, 162, 64, 30, 95, 1, 227, 189, 62, 96, 130, 220,
35, 125, 159, 193, 66, 28, 254, 160, 225, 191, 93, 3, 128, 222, 60, 98,
190, 224, 2, 92, 223, 129, 99, 61, 124, 34, 192, 158, 29, 67, 161, 255,
70, 24, 250, 164, 39, 121, 155, 197, 132, 218, 56, 102, 229, 187, 89, 7,
219, 133, 103, 57, 186, 228, 6, 88, 25, 71, 165, 251, 120, 38, 196, 154,
101, 59, 217, 135, 4, 90, 184, 230, 167, 249, 27, 69, 198, 152, 122, 36,
248, 166, 68, 26, 153, 199, 37, 123, 58, 100, 134, 216, 91, 5, 231, 185,
140, 210, 48, 110, 237, 179, 81, 15, 78, 16, 242, 172, 47, 113, 147, 205,
17, 79, 173, 243, 112, 46, 204, 146, 211, 141, 111, 49, 178, 236, 14, 80,
175, 241, 19, 77, 206, 144, 114, 44, 109, 51, 209, 143, 12, 82, 176, 238,
50, 108, 142, 208, 83, 13, 239, 177, 240, 174, 76, 18, 145, 207, 45, 115,
202, 148, 118, 40, 171, 245, 23, 73, 8, 86, 180, 234, 105, 55, 213, 139,
87, 9, 235, 181, 54, 104, 138, 212, 149, 203, 41, 119, 244, 170, 72, 22,
233, 183, 85, 11, 136, 214, 52, 106, 43, 117, 151, 201, 74, 20, 246, 168,
116, 42, 200, 150, 21, 75, 169, 247, 182, 232, 10, 84, 215, 137, 107, 53};
/************************************************************
*Function:18B20初始化
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
void Init18b20 (void)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);
Delay_us(2); //延时2微秒
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);
Delay_us(490); //delay 530 uS//80
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);
Delay_us(100); //delay 100 uS//14
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA ,GPIO_PIN_0)== 0)
flag = 1; //detect 1820 success!
else
flag = 0; //detect 1820 fail!
Delay_us(480); //延时480微秒
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);
}
/************************************************************
*Function:向18B20写入一个字节
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
void WriteByte (unsigned char wr) //单字节写入
{
unsigned char i;
for (i=0;i<8;i++)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);
Delay_us(2);
if(wr&0x01) HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);
else HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);
Delay_us(45); //delay 45 uS //5
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);
wr >>= 1;
}
}
/************************************************************
*Function:读18B20的一个字节
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
unsigned char ReadByte (void) //读取单字节
{
unsigned char i,u=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);
Delay_us (2);
u >>= 1;
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);
Delay_us (4);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA , GPIO_PIN_0) == 1)
u |= 0x80;
Delay_us (65);
}
return(u);
}
/************************************************************
*Function:读18B20
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
void read_bytes (unsigned char j)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<j;i++)
{
*p = ReadByte();
p++;
}
}
/************************************************************
*Function:CRC校验
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
unsigned char Temp_CRC (unsigned char j)
{
unsigned char i,crc_data=0;
for(i=0;i<j;i++) //查表校验
crc_data = CrcTable[crc_data^temp_buff[i]];
return (crc_data);
}
/************************************************************
*Function:读取温度
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
void GemTemp (void)
{
read_bytes (9);
if (Temp_CRC(9)==0) //校验正确
{
Temperature = temp_buff[1]*0x100 + temp_buff[0];
Temperature /= 16;
Delay_us(10);
}
}
/************************************************************
*Function:内部配置
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
void Config18b20 (void) //重新配置报警限定值和分辨率
{
Init18b20();
WriteByte(0xcc); //skip rom
WriteByte(0x4e); //write scratchpad
WriteByte(0x19); //上限
WriteByte(0x1a); //下限
WriteByte(0x7f); //set 12 bit (0.125)
Init18b20();
WriteByte(0xcc); //skip rom
WriteByte(0x48); //保存设定值
Init18b20();
WriteByte(0xcc); //skip rom
WriteByte(0xb8); //回调设定值
}
/************************************************************
*Function:读18B20ID
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
void ReadID (void)//读取器件 id
{
Init18b20();
WriteByte(0x33); //read rom
read_bytes(8);
}
/************************************************************
*Function:18B20读温度流程
*parameter:
*Return:
*Modify:
*************************************************************/
void TemperatuerResult(void)
{
p = id_buff;
ReadID();
Config18b20();
Init18b20 ();
HAL_Delay(20);
WriteByte(0xcc); //skip rom
WriteByte(0x44); //Temperature convert
Init18b20 ();
HAL_Delay(20);
WriteByte(0xcc); //skip rom
WriteByte(0xbe); //read Temperature
p = temp_buff;
GemTemp();
}
void GetTemp()
{
if(Count == 2) //每隔一段时间读取温度
{
Count=0;
TemperatuerResult();
}
Count++;
}
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();//8M外部晶振，72M主频
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
OLED_Init();//OLED初始化
OLED_Clear();//清屏
GetTemp(); //获取温度
GetTemp(); //再次获取温度
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
GetTemp(); //再次获取温度
OLED_Clear(); //OLED清屏
OLED_ShowCHinese(18,0,0);//光
OLED_ShowCHinese(36,0,1);//子
OLED_ShowCHinese(54,0,2);//物
OLED_ShowCHinese(72,0,3);//联
OLED_ShowCHinese(90,0,4);//网
OLED_ShowString(6,3,"DS18B20 Test");
OLED_ShowString(0,6,"Temperature:");
OLED_ShowNum(100,6,Temperature,3,16);//显示温度
HAL_Delay(1000);//等待1S
}
/* USER CODE END 3 */
}
七.CubeMX工程源代码下载
链接：https://pan.baidu.com/s/1XQyG-EprZrgUbiQpUxmQug
提取码：yk9n
如果链接失效，可以联系博主给最新链接
程序下载下来之后解压就行
八.小结
DS18B20数字式温度传感器，与传统的热敏电阻有所不同的是，使用集成芯片，采用单总线技术，其能够有效的减小外界的干扰，提高测量的精度。同时，它可以直接将被测温度转化成串行数字信号供单片机处理，接口简单， 使数据传输和处理简单化。
作者：光子物联单片机
