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STM32 温度传感器(DS18B20)采集温度

文章目录

    • 元器件图
    • DS18B20 特点
    • DS18B20内部结构
    • 初始化时序
    • 读时序
    • 写时序
    • 参考顺序
      • 匹配ROM
      • 跳过ROM

元器件图

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DS18B20 特点

  1. DS18B20 单线数字温度传感器,即一线设备
  2. 采用单总线接口法 微处理器微处理器连接时,只需一条口线即可实现 DS18B20 双向通信。
  3. 测量温度范围宽,测量精度高 DS18B20 测量范围为 -55 ℃ ~ 125 ℃ ; 在 -10~ 85°C精度在范围内 ± 0.5°C 。
  4. 持有多点组网功能 多个 DS18B20 可并联在唯一的单线上,实现多点测温。
  5. 掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ,系统断电后,仍能保存分辨率和报警温度的设定值。

DS18B20内部结构

初始化时序

首先发出一个主机低电平脉冲,然后释放总线变为高电平,并在接下来的480微秒内检测总线。如果有低电平,说明总线上的一些设备已经响应了。如果没有低电平,总是高电平,说明总线上没有设备响应。

static void DS18B20_Rst(void) { 
          //推完输出  DS18B20_Mode_Out_PP();  DS18B20_DQ_0;  ///主机至少产生4800us低电平信号  DHT11_DELAY_US(750);  //产生后拉高  DS18B20_DQ_1;  ///从机收到复位信号后,将在15-60us然后发送给主机有脉冲  DHT11_DELAY_US(15); 

作为从器件DS18B20一上电就一直在检测总线上是否有480-960微秒的低电平。如果是这样,在总线转换为高电平后等待然后降低总线电平有脉冲做出响应,告诉主机本装置已经准备好了。如果没有检测到,就一直在等待检测。

static uint8_t DS18B20_Presence(void) { 
          uint8_t pulse_time = 0;  ///主机操作,拉高,从机会拉低  DS18B20_Mode_IPU();  ///等待低脉冲,60~240us,如果没有,加班处理  while( DS18B20_DQ_IN() && pulse_time<100 )  { 
           pulse_time ;   DHT11_DELAY_US(1);  }   ///加时处理  if( pulse_time >=100 ) return 1; else pulse_time = 0; //有脉冲,且时间不能大于240ms while( !DS18B20_DQ_IN() && pulse_time<240 ) { 
          pulse_time++; DHT11_DELAY_US(1); } if( pulse_time >=240 ) return 1; else return 0; } 

读时序

对于读数据操作时序也分为读0时序和读1时序两个过程。读时隙是从主机把单总线拉低之后,在1微秒之后就得释放单总线为高电平,以让DS18B20把数据传输到单总线上。DS18B20在检测到总线被拉低1微秒后,便开始送出数据,若是要送出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。主机在一开始拉低总线1微秒后释放总线,然后在包括前面的拉低总线电平1微秒在内的15微秒时间内完成对总线进行采样检测,采样期内总线为低电平则确认为0。采样期内总线为高电平则确认为1。完成一个读时序过程,至少需要60us才能完成

//读0 1的时间要大于60us
static uint8_t DS18B20_ReadBit(void)
{ 
        
	uint8_t dat;
	DS18B20_Mode_Out_PP();
	//主机产生1~15us低电平
	DS18B20_DQ_0;
	DHT11_DELAY_US(10);
	
	//设置输入,释放总线,由外部上拉电阻将总线拉高
	DS18B20_Mode_IPU();
	//DHT11_DELAY_US(2);
	if( DS18B20_DQ_IN() == SET )
		dat = 1;
	else
		dat = 0;
	//加起来不能少于60us
	DHT11_DELAY_US(45);
	return dat;
}

写时序

写周期最少为。写周期一开始做为主机先把总线拉低1微秒表示写周期开始。随后若主机想写0,则继续拉低电平最少60微秒直至写周期结束,然后释放总线为高电平。若主机想写1,在一开始拉低总线电平1微秒后就释放总线为高电平,一直到写周期结束。而做为从机的DS18B20则在检测到总线被拉底后等待15微秒然后从15us到45us开始对总线采样,在采样期内总线为高电平则为1,若采样期内总线为低电平则为0。

//写0 1时间至少要大于60us
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;		
		if (testb)
		{ 
        			
			DS18B20_DQ_0;
			//写1 延迟在1us~15us
			DHT11_DELAY_US(8);
			DS18B20_DQ_1;
			DHT11_DELAY_US(58);
		}		
		else
		{ 
        			
			DS18B20_DQ_0;
			//写0时间长
			/* 60us < Tx 0 < 120us */
			DHT11_DELAY_US(70);
			
			DS18B20_DQ_1;			
			// > 1us
			DHT11_DELAY_US(2);
		}
	}
}

参考顺序

为什么要匹配ROM? 一般情况下,一个主机带一个从设备(DS18B20),不需要匹配。但如果有多个从设备与主机相连接,需要知道采集那个传感器的温度,而DS18B20内部有64位ROM标志唯一,匹配就是匹配的ROM信息,从而可以分辨传感器。只有完全匹配该64位ROM编码的从设备才会响应总线的主设备发出的功能命令。

匹配ROM

跳过ROM

参考 DS18B20.pdf手册

标签: 温度双传感器

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