在Ubuntu环境下用QT5开发树莓派的GPIO程序（使用wiringPi库）之三 DS18B20

前面两篇文章有点水，我也是这么认为的。所以这一篇我想写得好点：）

DS18B20是一个比较热门的器件，想当初学51，PIC，STC，STM32的时候都做过这个一线器件的实验，现在玩树莓派的gpio，自然的就想起了这个，wiringPi没有直接的一线器件相关的函数，所以我们就只有自己写。

先说下电路连接，我用的是一般接法。

原理等内容不再累述，直接进入根据时序图写程序的环节。

int oneWireReset(int pin)
{
    pinMode(pin,OUTPUT);
    digitalWrite(pin,HIGH);
    digitalWrite(pin,LOW);
    delayMicroseconds(480);
    digitalWrite(pin,HIGH);
    delayMicroseconds(30);
    pinMode(pin,INPUT);
    if(digitalRead(pin) == LOW)
    {
        ack = 1;
    }
    else
    {
        ack = 0;
    }
    delayMicroseconds(450);
    return ack;
}

void writeBit(int pin,int bit)
{
     pinMode(pin,OUTPUT);
     digitalWrite(pin,LOW);
     delayMicroseconds(15);
     digitalWrite(pin,bit);
     delayMicroseconds(45);
     digitalWrite(pin,HIGH);
}

再包装一下，写八个字节（就是写命令）

void oneWireSendComm(int pin,int byte)
{
    for(int i=0;i<8;i++)
    {
        int sta = byte & 0x01;
writeBit(pin,sta);
byte >>= 1;
    }
}

int readBit(int pin)
{
    int tmp;
    pinMode(pin,OUTPUT);
    digitalWrite(pin,HIGH);
    digitalWrite(pin,LOW);
    delayMicroseconds(15);
    digitalWrite(pin,HIGH);
    pinMode(pin,INPUT);
    tmp = digitalRead(pin);
    delayMicroseconds(45);
    return tmp;
}

包装一下，读取八个字节。

int oneWireReceive(int pin)
{
    int i,j,k;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        j = readBit(pin);
        k = (j << 7) | (k >> 1);
    }
    return k;
}

嗯，看上去很不错，随便画画窗体，先测试一下先。

大概流程如下：

        if(oneWireReset(7))//我接的GPIO4,
        {

oneWireSendComm(7,0xcc);//忽略ROM
        oneWireSendComm(7,0x44);//开始温度变换

}
        if(oneWireReset(7))
        {

oneWireSendComm(7,0xcc);//忽略ROM
        oneWireSendComm(7,0xbe);//读暂存
        int a = oneWireReceive(7);//读LSB
        int b = oneWireReceive(7);//读MSB

}

what？什么鬼？怎么也看不像啊，MSB：29339 = 0x729B  LSB: 7511038 = 0x729BFE。根本就不可能啊，程序有误，（bug排查ing...）

int oneWireReceive(int pin)
{
    int i,j,k;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        j = readBit(pin);
        k = (j << 7) | (k >> 1);
    }

k = k & 0x00FF;//把没有操作过的其余8bit排除掉
    return k;
}

这么修改过后其实我的程序还是没有正常的运行，然后就只能怀疑是总线通讯的问题了。这下怎么办？我们就只有借助工具的力量了，一台可以存储波形片段的示波器或者是一个逻辑分析仪。推荐逻辑分析仪。

嗯，初始化不错。

int oneWireReset(int pin)
{
    pinMode(pin,OUTPUT);//输出模式
    digitalWrite(pin,HIGH);//先高
    digitalWrite(pin,LOW);//再低
    delayMicroseconds(480);//延时
    digitalWrite(pin,HIGH);//输出高电平释放总线，为啥？看电路图，4.7k上拉电阻到高电平
    delayMicroseconds(30);//延时
    pinMode(pin,INPUT);//转为输入模式
    if(digitalRead(pin) == LOW)//检测18b20的相应（低电平）
    {

delayMicroseconds(450);
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

呃，接下来第一个命令的发送就出问题了，逻辑分析仪已经帮我们分析出来了，Invalid ROM command：[0x2C]，我们不是发的0xCC么。仔细看波形，再分析相关发送的程序（箭头所指就是问题所在），高低电平转换太快，再协调一下延时参数的设置。

void writeBit(int pin,int bit)
{
     pinMode(pin,OUTPUT);
     digitalWrite(pin,LOW);
     delayMicroseconds(2);//调节了此延时
     digitalWrite(pin,bit);
     delayMicroseconds(30);//调节了此延时
     digitalWrite(pin,HIGH);
     delayMicroseconds(1);//让高低电平转换没有那么快

}

这下波形就对了。

然后这是读取暂存的波形，可以看到已经读出LSB:0xB2,MSB:0x01.这里我的读取函数也是有问题的，经修改如下：

int readBit(int pin)
{
    int tmp;
    pinMode(pin,OUTPUT);
    digitalWrite(pin,HIGH);
    digitalWrite(pin,LOW);
    delayMicroseconds(2);//调节了此延时
    digitalWrite(pin,HIGH);
    pinMode(pin,INPUT);
    delayMicroseconds(2);//这个小延时很关键，没有它很容易误读上两行的高电平
    tmp = digitalRead(pin);
    delayMicroseconds(40);//调节了此延时
    return tmp;
}

ok，现在就对了LSB: 191 = 0xBF,  MSB:  1 = 0x01。组合：0x01BF = 447

那么温度就是：447 * 0.0625 = 27.9375.

float tempchange(int lsb, int msb)
{
    float temp;
    int tem;


    if (msb >= 0xF0) //负温度
    {
        msb = 255 - msb;
        lsb = 256 - lsb;
        tem = -(msb * 16 * 16 + lsb);
    }
    else
    {
        tem = (msb * 16 * 16 + lsb); //正温度
    }


    temp = tem * 0.0625;
    return temp;
}

 

好了，现在我们已经可以正确读取温度值了。

程序下载；

https://github.com/partx/Qt_Raspi-GPIO.git