STM32单片机学习(11) DS18B20温度传感器实验

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本程序主要实现 DS18B20温度传感器数据获取,并利用串口通信把温度数据传至计算机

注:使用普中科技开发板测试时,需要拔掉Boot1插口,因为用到的是PA15管脚, 由开发板电路图可知，需要改变PA15 管脚的映射，将其设置成普通IO口

参考资料

DS18B20中文手册.pdf   http://download.csdn.net/detail/leytton/7742193

STM32-外设篇 视频教程(Cortex-M3)-主讲人：刘洋   http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?uk=2853967793&album_id=5492137931588632574

main.c

/*******************************************************************************
*	
* 软件功能:	 DS18B20温度传感器
* 
*******************************************************************************/
#include "stm32f10x.h"
#include <stdio.h>
#include "delay.h"
#include "ds18b20.h"
  
void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void USART1_Configuration(void);
void Uart1_PutChar(u8 ch);
void Uart1_PutString(u8* buf , u8 len);
int fputc(int ch, FILE *f);
							
/*************************************************
函数: int main(void)
功能: main主函数
参数: 无
返回: 无
**************************************************/
int main(void)
{
  double temperature=0;
  RCC_Configuration();
  GPIO_Configuration();
  delay_init(72);
  USART1_Configuration();
  
  while(1)
  {  
	  if(!DS18B20_Is_Exist())
	  {
	  	 printf("未检测到DS18B20温度传感器...\n");
		 delay_ms(500);
	  }
	  else
	  {
	  	 printf("检测到DS18B20温度传感器\n获取数据中...\n");
		 temperature=DS18B20_Get_wd();
	     printf("当前温度：%0.4lf ℃\n\n",temperature);
	  }
  }
}

/*************************************************
函数: void RCC_Configuration(void)
功能: 复位和时钟控制 配置
参数: 无
返回: 无
**************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
  ErrorStatus HSEStartUpStatus;                    //定义外部高速晶体启动状态枚举变量
  RCC_DeInit();                                    //复位RCC外部设备寄存器到默认值
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);                       //打开外部高速晶振
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();      //等待外部高速时钟准备好
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)                  //外部高速时钟已经准别好
  {
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable); //开启FLASH预读缓冲功能，加速FLASH的读取。所有程序中必须的用法.位置：RCC初始化子函数里面，时钟起振之后
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);                    //flash操作的延时
      	
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);               //配置AHB(HCLK)时钟等于==SYSCLK
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);                //配置APB2(PCLK2)钟==AHB时钟
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);                //配置APB1(PCLK1)钟==AHB1/2时钟
         
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);  //配置PLL时钟 == 外部高速晶体时钟 * 9 = 72MHz
    RCC_PLLCmd(ENABLE);                                   //使能PLL时钟
   
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)    //等待PLL时钟就绪
    {
    }
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);            //配置系统时钟 = PLL时钟
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)                  //检查PLL时钟是否作为系统时钟
    {
    }
  }
  
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //允许 GPIOA、USART1、AFIO时钟
}

/*************************************************
函数: void GPIO_Configuration(void）
功能: GPIO配置
参数: 无
返回: 无
**************************************************/
void GPIO_Configuration(void)
{
  
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;        //定义GPIO初始化结构体

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复合推挽输出 	 
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); 	   //PA9串口输出

  //把调试设置普通IO口
  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);  

  // 改变指定管脚的映射 GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable ，JTAG-DP 禁用 + SW-DP 使能
  GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable , ENABLE);
  
}


/*******************************************************************************
	函数名：USART1_Configuration
	输  入:
	输  出:
	功能说明：
	初始化串口硬件设备，启用中断
	配置步骤：
	(1)打开GPIO和USART1的时钟
	(2)设置USART1两个管脚GPIO模式
	(3)配置USART1数据格式、波特率等参数
	(4)使能USART1接收中断功能
	(5)最后使能USART1功能
*/
void USART1_Configuration(void)	  //串口配置   详见《STM32的函数说明(中文).pdf》P346
{
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;   //波特率为9600
	USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;  //数据位为8
	USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1; //在帧结尾传输 1 个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No; //校验模式:奇偶失能
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制失能
	USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; //USART_Mode 指定了使能或者失能发送和接收模式:发送使能|接收失能
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);	  //初始化配置

	USART_Cmd(USART1,ENABLE);	//使能或者失能 USART 外设
	USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);//清除传输完成标志位,否则可能会丢失第1个字节的数据.USART_FLAG_TC为发送完成标志位
}


//发送一个字符
void Uart1_PutChar(u8 ch)
{
    USART_SendData(USART1, (u8) ch);
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);//等待发送完成
}

//发送一个字符串 Input : buf为发送数据的地址 , len为发送字符的个数
void Uart1_PutString(u8* buf , u8 len)
{   
	u8 i;
    for(i=0;i<len;i++)
    {
        Uart1_PutChar(*(buf++));
    }
}

int fputc(int ch, FILE *f)
{
Uart1_PutChar((u8)ch);  //此处为自定义函数，参见串口中断通信,请勿盲目复制
return (ch);
}

DS18B20.h

#ifndef __DS18B20_H
#define __DS18B20_H 			   
#include "stm32f10x.h"

#define DS18B20_Pin GPIO_Pin_15
#define DS18B20_GPIO GPIOA

#define DS18B20_DQ_High() GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO,DS18B20_Pin)
#define DS18B20_DQ_Low()  GPIO_ResetBits(DS18B20_GPIO,DS18B20_Pin)

void DS18B20_IO_IN(void);
void DS18B20_IO_OUT(void);
u8 DS18B20_Read_Byte(void);
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat);
void DS18B20_Reset(void);
double DS18B20_Get_wd(void);
u8 DS18B20_Is_Exist(void);

#endif

DS18B20.c

#include "stm32f10x.h"
#include "ds18b20.h"
#include "delay.h"


void DS18B20_IO_IN(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;        //定义GPIO初始化结构体
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_Pin; 		
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  //配置成上拉输入; 
    GPIO_Init(DS18B20_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}

void DS18B20_IO_OUT(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;        //定义GPIO初始化结构体
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_Pin; 		
  	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //配置成推挽输出; 
    GPIO_Init(DS18B20_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}

u8 DS18B20_Read_Byte(void)
{
	u8 i=0,TmpData=0;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		  TmpData>>=1;		   //右移

		  DS18B20_IO_OUT();	   //输出模式

		  DS18B20_DQ_Low();	   //拉低

		  delay_us(4);         //延时4us
		  DS18B20_DQ_High();     //拉高,释放总线
		  delay_us(10);        //延时10us

		  DS18B20_IO_IN();     //输入模式 

		  if(GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO,DS18B20_Pin)== 1)  TmpData |=0x80; //读取数据 ,从低位开始

		  delay_us(45);        //延时45us
	}

	return 	TmpData;
}

void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
	u8 i=0;

	DS18B20_IO_OUT();	   //输出模式

	for(i=0;i<8;i++)
	{  
		  DS18B20_DQ_Low();	   //拉低
		  delay_us(15);         //延时15us

		  if(dat&0x01==0x01)  DS18B20_DQ_High(); 
		  else 	DS18B20_DQ_Low();

		  delay_us(60);        //延时60us

		  DS18B20_DQ_High();   //拉高

		  dat>>=1;  //准备下一位数据的写入
	}

}

//复位函数
void DS18B20_Reset(void)
{
	   DS18B20_IO_OUT();	   //输出模式
	   DS18B20_DQ_Low();	   //拉低
	   delay_us(480);        //延时480us
	   DS18B20_DQ_High();
	   delay_us(480);        //延时480us

}


//返回温度值
double DS18B20_Get_wd(void)
{
	u8 TL=0,TH=0;
	u16 temp=0;
	double wd=0;

	DS18B20_Reset();//复位
	DS18B20_Write_Byte(0xCC); //跳过ROM命令
	DS18B20_Write_Byte(0x44); //温度转换命令

	delay_ms(800);//延时800毫秒
	DS18B20_Reset();//复位
	DS18B20_Write_Byte(0xCC); //跳过ROM命令
	DS18B20_Write_Byte(0xBE); //读温度命令

	TL=DS18B20_Read_Byte();//LSB
	TH=DS18B20_Read_Byte();//MSB

	temp=TH;
	temp=(temp<<8)+TL;

	if((temp&0xF800)==0xF800)//负温度判断
	{
		temp=~temp;
		temp=temp+1;
		wd=temp*(-0.0625);
	}
	else
	{
		wd=temp*0.0625;	
	}
	return wd;
}

//等待DS18B20的回应
//返回1:检测到DS18B20的存在
//返回0:不存在
u8 DS18B20_Is_Exist(void) 	   
{   
	   DS18B20_IO_OUT();	   //输出模式
	   DS18B20_DQ_High();   //默认高电平

	   DS18B20_DQ_Low();	   //拉低
	   delay_us(600);        //延时600us
	   DS18B20_DQ_High();
	   delay_us(100);        //延时100us

	   DS18B20_IO_IN();	   //输入模式
	   if(GPIO_ReadInputDataBit(DS18B20_GPIO,DS18B20_Pin)== 0)	 return 1;	 
	   else  return 0;

}