CW32模块使用 DS18B20温度传感器

DS18B20数字温度传感器提供9位至12位精度的温度测量，并具有非易失性用户可编程上下触发点报警功能。DS18B20通过单总线通信，根据定义，只需要一条数据线(和地线)即可与单片机通信。此外，DS18B20可以直接从数据线获得电源(“寄生电源”)，消除了每个DS18B20都有一个唯一的64位串行代码，这允许多个DS18B20在同一条总线上工作。因此，使用一个微处理器来实现是很简单的。

控制分布在大面积上的许多ds18b20。可以从此功能中受益的应用包括HVAC环境控制，建筑物，设备或机械内部的温度监测系统以及过程监测和控制系统。

1、模块来源

模块实物展示：

资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1L83uG8So6k1NG_QznraoFQ

2 、规格参数

工作电压：3-5.5V

工作电流：750nA~1.5mA

测量分辨率：9位到12位可编程分辨率

温度量程: -55 ~ +125 ℃

测量精度：±0.5 ℃

通信协议：单总线

管脚数量：3 Pin（2.54mm间距排针）

以上信息见厂家资料文件

3、移植过程

我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【实现读取温度的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。

3.1查看资料

时序说明

初始化：

将总线拉低，保存低电平至少480us。

转为输入模式，总线被上拉电阻拉高大约15~60us。

如果初始化成功则会产生一个由DS18B20所返回的低电平“0”，持续时间大约60~240us。

DS18B20释放总线，将总线拉高。

读时序：

将数据线拉低至少1us。

将数据线转为输入模式，DS18B20开始采集数据，大约15us。

18B20要送出0就把总线拉为低电平直到读周期结束。若要送出1则释放总线为高电平。

注意：所有读时隙必须至少需要60us，且在两次独立的时隙之间至少需要1us的恢复时间。

写时序：

数据线先置低电平“0”，延时15us。

按从低位到高位的顺序发送数据(一次只发送一位)。

延时60us。

拉高数据线“1”。

穿越火线1~4步骤，直到发送完整的字节。

拉高数据线，释放总线。

寄存器说明

0xCC

主机可以使用此命令同时对总线上的所有设备进行寻址，而无需发送其他的任何地址。 DS18B20通过发出0XCC命令，然后是温度转换命令[44h]来执行同步温度转换。注意，只有在总线上有一个从设备时，Read Scratchpad [BEh]命令才能跟随Skip ROM命令。在这种情况下，通过允许主服务器从从服务器读取而不发送设备的64位ROM代码可以节省时间。如果总线上有多个从设备，那么Skip ROM命令后跟Read Scratchpad命令将导致数据冲突，因为多个设备将尝试传输数据同时进行。

0x44

该命令为启动单次温度转换。转换后，产生的温度数据存储在地址为【BEh】的2字节温度寄存器中。

0xBE

该命令允许主机读取温度寄存器上的内容。数据传输从低位开始，直到读取第9个字节(bit8=CRC)。如果只需要温度数据，主机可以在任何时候发出复位以终止读取。

温度换算

温度传感器的分辨率我们可配置为9、10、11或12位，分别对应于0.5°C、0.25°C、 0.125°C和0.0625°C的增量。开机时的默认分辨率是12位。我们不进行修改，因为分辨率越高就越精准。

例如数据手册中的示例，如当前当前的温度是+25.0625℃，寄存器读出的高8位数据为0000 0001，低8位数据为1001 0001。将其整合得到16位数据：0000 0001 1001 0001。再转换为10进制数据为401。将读取到的数据乘以分辨率即可得到实际温度。

401 * 0.0625 = 25.0625℃

3.2引脚选择

该模块有3个引脚，具体引脚连接见各引脚连接。

模块接线图

3.3移植至工程

工程模板参考入门手册的工程模板

移植步骤中的导入.c和.h文件与【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_ds18b20.c与bsp_ds18b20.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。

在文件bsp_ds18b20.c中，编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "bsp_ds18b20.h" #include "stdio.h" /****************************************************************** * 函 数 名 称：bsp_ds18b20_GPIO_Init * 函 数 说 明：MLX90614的引脚初始化 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：1未检测到器件 0检测到器件 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ char DS18B20_GPIO_Init(void) { unsigned char ret = 255; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体 RCC_DQ_ENABLE(); // 使能GPIO时钟 GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_DQ; // GPIO引脚 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 输出速度高 GPIO_Init(PORT_DQ, &GPIO_InitStruct); // 初始化 ret = DS18B20_Check();//检测器件是否存在 return ret; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：DS18B20_Read_Byte * 函 数 说 明：从DS18B20读取一个字节 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：读取到的字节数据 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ uint8_t DS18B20_Read_Byte(void) { uint8_t i=0,dat=0; for (i=0;i< 8;i++) { DQ_OUT();//设置为输入模式 DQ(0); //拉低 delay_us(2); DQ(1); //释放总线 DQ_IN();//设置为输入模式 delay_us(12); dat >>=1; if( DQ_GET() ) { dat=dat|0x80; } delay_us(50); } return dat; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：DS18B20_Write_Byte * 函 数 说 明：写一个字节到DS18B20 * 函 数 形 参：dat：要写入的字节 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat) { uint8_t i; DQ_OUT();//设置输出模式 for (i=0;i< 8;i++) { if ( (dat&0x01) ) //写1 { DQ(0); delay_us(2); DQ(1); delay_us(60); } else //写0 { DQ(0);//拉低60us delay_us(60); DQ(1);//释放总线 delay_us(2); } dat=dat >>1;//传输下一位 } } /****************************************************************** * 函 数 名 称：DS18B20_Check * 函 数 说 明：检测DS18B20是否存在 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：1:未检测到DS18B20的存在 0:存在 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ uint8_t DS18B20_Check(void) { uint8_t timeout=0; //复位DS18B20 DQ_OUT(); //设置为输出模式 DQ(0); //拉低DQ delay_us(750); //拉低750us DQ(1); //拉高DQ delay_us(15); //15us //设置为输入模式 DQ_IN(); //等待拉低，拉低说明有应答 while ( DQ_GET() &&timeout< 200) { timeout++;//超时判断 delay_us(1); }; //设备未应答 if(timeout >=200) return 1; else timeout=0; //等待18B20释放总线 while ( !DQ_GET() &&timeout< 240) { timeout++;//超时判断 delay_us(1); }; //释放总线失败 if(timeout >=240) return 1; return 0; } /****************************************************************** * 函 数 名 称：DS18B20_Start * 函 数 说 明：DS18B20开始温度转换 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：无 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ void DS18B20_Start(void) { DS18B20_Check(); //查询是否有设备应答 DS18B20_Write_Byte(0xcc); //对总线上所有设备进行寻址 DS18B20_Write_Byte(0x44); //启动温度转换 } /****************************************************************** * 函 数 名 称：DS18B20_GetTemperture * 函 数 说 明：从ds18b20得到温度值 * 函 数 形 参：无 * 函 数 返 回：温度数据 * 作 者：LC * 备 注：无 ******************************************************************/ float DS18B20_GetTemperture(void) { uint16_t temp; uint8_t dataL=0,dataH=0; float value; DS18B20_Start(); DS18B20_Check(); DS18B20_Write_Byte(0xcc);//对总线上所有设备进行寻址 DS18B20_Write_Byte(0xbe);// 读取数据命令 dataL=DS18B20_Read_Byte(); //LSB dataH=DS18B20_Read_Byte(); //MSB temp=(dataH< <8)+dataL;//整合数据 if(dataH&0X80)//高位为1，说明是负温度 { temp=(~temp)+1; value=temp*(-0.0625); } else { value=temp*0.0625; } return value; }

在文件bsp_ds18b20.h中，编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #ifndef _BSP_DS18B20_H_ #define _BSP_DS18B20_H_ #include "board.h" //端口移植 #define RCC_DQ_ENABLE() __RCC_GPIOB_CLK_ENABLE() #define PORT_DQ CW_GPIOB #define GPIO_DQ GPIO_PIN_0 //设置DQ输出模式 #define DQ_OUT() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_DQ; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_DQ, &GPIO_InitStruct); } //设置DQ输入模式 #define DQ_IN() { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_DQ; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; GPIO_Init(PORT_DQ, &GPIO_InitStruct); } //获取DQ引脚的电平变化 #define DQ_GET() GPIO_ReadPin(PORT_DQ, GPIO_DQ) //DQ输出 #define DQ(x) GPIO_WritePin(PORT_DQ, GPIO_DQ, (x?GPIO_Pin_SET:GPIO_Pin_RESET)) void DS18B20_Reset(void); uint8_t DS18B20_Check(void); char DS18B20_GPIO_Init(void); void DS18B20_Start(void); float DS18B20_GetTemperture(void); #endif

4、移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

/* * Change Logs: * Date Author Notes * 2024-06-20 LCKFB-LP first version */ #include "board.h" #include "stdio.h" #include "bsp_uart.h" #include "bsp_ds18b20.h" int32_t main(void) { board_init(); // 开发板初始化 uart1_init(115200); // 串口1波特率115200 DS18B20_GPIO_Init(); while(1) { printf("温度 = %.2frnn", DS18B20_GetTemperture() ); delay_ms(1000); } }

上电现象（手心温度36度、37度左右）：

模块移植成功案例代码：

链接：https://pan.baidu.com/s/1FHARC1eodVU-O3N6vxbfAw?pwd=LCKF

提取码：LCKF

审核编辑 黄宇