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DS18B20的C语言驱动

article 2025/1/24 11:47:30

DS18B20是一种常用的数字温度传感器，它通过单总线（One-Wire）与微控制器进行通信。以下是一个DS18B20的基本C语言驱动程序示例，适用于常见的单片机开发环境（例如STM32，AVR等）。它假设你已经配置好单总线的GPIO，并包含了基本的延时函数。

1. 引脚初始化及延时函数

首先，你需要配置GPIO引脚为输入/输出，并实现延时函数，通常是微秒级的延时。以下假设你已经有GPIO_SetPin，GPIO_GetPin以及延时函数delay_us。

2. DS18B20的驱动代码

以下是DS18B20的核心驱动代码：

#include "your_gpio_library.h"  // 替换为你的GPIO库
#include "delay.h"              // 替换为你的延时函数库

#define DS18B20_PIN GPIO_PIN_0  // DS18B20数据引脚
#define DS18B20_PORT GPIOA      // DS18B20连接的GPIO端口

// 初始化DS18B20
void DS18B20_Init(void) {
    GPIO_SetPinAsOutput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); // 配置为输出模式
    GPIO_SetPinLow(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);      // 拉低总线
    delay_us(480);                                  // 保持低电平至少480us
    GPIO_SetPinAsInput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);  // 配置为输入模式
    delay_us(60);                                   // 等待60us
    // 等待传感器响应
    if (!GPIO_ReadPin(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN)) {
        delay_us(420);  // DS18B20响应后再等待420us
    }
}

// 写入一个位（写0或写1）
void DS18B20_WriteBit(uint8_t bit) {
    GPIO_SetPinAsOutput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); // 配置为输出模式
    GPIO_SetPinLow(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);      // 拉低总线
    delay_us(1);                                    // 保持1us
    if (bit) {
        GPIO_SetPinAsInput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);  // 释放总线
    }
    delay_us(60);                                   // 保持60us
    GPIO_SetPinAsInput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);  // 释放总线
}

// 读出一个位
uint8_t DS18B20_ReadBit(void) {
    uint8_t bit = 0;
    GPIO_SetPinAsOutput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); // 配置为输出模式
    GPIO_SetPinLow(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);      // 拉低总线
    delay_us(1);                                    // 等待1us
    GPIO_SetPinAsInput(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);  // 配置为输入模式
    delay_us(14);                                   // 等待14us
    bit = GPIO_ReadPin(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN);  // 读取数据
    delay_us(45);                                   // 保持45us
    return bit;
}

// 写入一个字节
void DS18B20_WriteByte(uint8_t byte) {
    for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
        DS18B20_WriteBit(byte & 0x01);  // 逐位写入
        byte >>= 1;                     // 移位
    }
}

// 读取一个字节
uint8_t DS18B20_ReadByte(void) {
    uint8_t byte = 0;
    for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
        byte |= (DS18B20_ReadBit() << i);  // 逐位读取
    }
    return byte;
}

// 启动温度转换
void DS18B20_StartConversion(void) {
    DS18B20_Init();               // 初始化通信
    DS18B20_WriteByte(0xCC);      // 跳过ROM命令
    DS18B20_WriteByte(0x44);      // 启动温度转换命令
}

// 读取温度数据
int16_t DS18B20_ReadTemperature(void) {
    uint8_t lsb, msb;
    int16_t temp;

    DS18B20_StartConversion();    // 启动转换
    delay_ms(750);                // 等待转换完成（DS18B20最大转换时间750ms）

    DS18B20_Init();               // 初始化通信
    DS18B20_WriteByte(0xCC);      // 跳过ROM命令
    DS18B20_WriteByte(0xBE);      // 读取暂存器命令

    lsb = DS18B20_ReadByte();     // 读取温度低字节
    msb = DS18B20_ReadByte();     // 读取温度高字节
    temp = ((int16_t)msb << 8) | lsb;  // 组合两个字节为一个16位温度值

    return temp;  // 返回原始温度数据（单位：0.0625°C）
}

// 将温度转换为浮点数（摄氏度）
float DS18B20_GetTemperature(void) {
    int16_t temp = DS18B20_ReadTemperature();
    return (float)temp * 0.0625;  // 每个单位代表0.0625摄氏度
}