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標(biāo)題: STM32 模塊篇-DS18B20實(shí)驗(yàn) [打印本頁]

作者: 51黑黑黑 時(shí)間: 2016-3-4 13:32
標(biāo)題: STM32 模塊篇-DS18B20實(shí)驗(yàn)
目    錄
5.04.1概述3
5.04.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
5.04.3 硬件設(shè)計(jì)5
5.04.4 軟件設(shè)計(jì)6
5.04.5 STM32系統(tǒng)時(shí)鐘配置SystemInit()9
5.04.6  GPIO引腳時(shí)鐘使能9
5.04.7  GPIO管腳電平控制函數(shù)9
5.04.8 stm32f10x_it.c文件里的內(nèi)容是10
5.04.9  ds18b20.h文件里的內(nèi)容是10
5.04.10  ds18b20.c文件里的內(nèi)容是11
5.04.11  main.c文件里的內(nèi)容是16
5.04.12 程序下載18
5.04.13 實(shí)驗(yàn)效果圖19
5.04 防水型DS18B20程序設(shè)計(jì)
5.04.1概述

美國Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20,采用導(dǎo)熱性高的密封膠灌封，保證了溫度傳感器的高靈敏性，極小的溫度延遲。該溫度傳感器支持“一線總線”接口（1-Wire），現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量。DS18B20數(shù)字溫度傳感器都具有唯一的編號(hào)，溫度采集設(shè)備通過編號(hào)來識(shí)別對(duì)應(yīng)的溫度傳感器器。
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在外設(shè)篇我們?cè)敿?xì)介紹了DS18B20數(shù)字溫度傳感器，下面重復(fù)簡單介紹一下DS18B20獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：
（ 1 ）采用單總線的接口方式與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20的雙向通訊。單總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。
（ 2 ）測量溫度范圍寬，測量精度高 DS18B20 的測量范圍為 -55 ℃~+ 125 ℃ ；在 -10~+ 85°C 范圍內(nèi)，精度為 ± 0.5°C。
（ 3 ）在使用中不需要任何外圍元件。
（ 4 ）持多點(diǎn)組網(wǎng)功能多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在惟一的單線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。
（ 5 ）供電方式靈活 DS18B20可以通過內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線上的時(shí)序滿足一定的要求時(shí)，可以不接外部電源，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。
（ 6 ）測量參數(shù)可配置 DS18B20 的測量分辨率可通過程序設(shè)定 9~12位。
（ 7）負(fù)壓特性電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。
（ 8 ）掉電保護(hù)功能 DS18B20 內(nèi)部含有 EEPROM，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報(bào)警溫度的設(shè)定值。
DS18B20具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟(jì)的測溫系統(tǒng)，因此也就被設(shè)計(jì)者們所青睞。
防水探頭采用全新原裝進(jìn)口DS18B20溫度傳感器芯片,芯片每個(gè)引腳均用熱縮管隔開，防止短路，內(nèi)部封膠，防水防潮,不銹鋼頭常規(guī)的引線1米,鋼管Φ6*50mm。每個(gè)探頭經(jīng)過嚴(yán)格測試,DC3.0V～5.5V供電。
5.04.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 通過我們選用的是防水型DS18B20傳感器，實(shí)驗(yàn)時(shí)把它置于盛裝熱水（冷水）水杯中，測量水溫。我們?cè)O(shè)計(jì)好的程序把測量結(jié)果輸出打印至計(jì)算機(jī)顯示。觀察水溫的變化和傳感器的靈敏度是否符合要求。
5.04.3 硬件設(shè)計(jì)
選用大黃蜂實(shí)驗(yàn)板，把防水型DS18B20通過PWM端子連接到實(shí)驗(yàn)板上，通過程序設(shè)計(jì)把采集到的水溫打印輸出到計(jì)算機(jī)顯示。硬件設(shè)計(jì)見圖5.04.1 防水型DC18B20連線圖。
圖5.04.1 防水型DC18B20連線圖
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5.04.4 軟件設(shè)計(jì)
5.04.4.1 軟件設(shè)計(jì)說明
防水型DS18B20是采購的成品，直接和大黃蜂實(shí)驗(yàn)板連接好后可以進(jìn)行程序設(shè)計(jì)了，按照在《外設(shè)篇 10. STM32DS18B20溫度傳感工作原理》中的講解我們就可以很輕松編寫出這篇采集程序，我們還是采用庫函數(shù)的方式進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。
在這節(jié)程序設(shè)計(jì)中，用到了外部中斷函數(shù)；prinif 重定向打印輸出函數(shù)；USART串口通訊函數(shù)；定時(shí)器函數(shù)。
5.04.4.2 STM32庫函數(shù)文件

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本節(jié)實(shí)驗(yàn)及以后的實(shí)驗(yàn)我們都是用到庫文件，其中stm32f10x_gpio.h頭文件包含了GPIO端口的定義。stm32f10x_rcc.h頭文件包含了系統(tǒng)時(shí)鐘配置函數(shù)以及相關(guān)的外設(shè)時(shí)鐘使能函數(shù)，所以我們要把這兩個(gè)頭文件對(duì)應(yīng)的stm32f10x_gpio.c和stm32f10x_rcc.c加到工程中；Misc.c庫函數(shù)主要包含了中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置，stm32f10x_exti.c庫函數(shù)主要包含了外部中斷設(shè)置參數(shù)，tm32f10x_tim.c庫函數(shù)主要包含定時(shí)器設(shè)置，tm32f10x_usart.c庫函數(shù)主要包含串行通訊設(shè)置，這些函數(shù)也要添加到函數(shù)庫中。以上庫文件包含了本次實(shí)驗(yàn)所有要用到的函數(shù)使用功能。
5.04.4.3 自定義頭文件

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我們已經(jīng)創(chuàng)建了兩個(gè)公共的文件，這兩個(gè)文件主要存放我們自定義的公共函數(shù)和全局變量，以方便以后每個(gè)功能模塊之間傳遞參數(shù)。

5.04.4.4 pbdata.h文件里的內(nèi)容是

5.04.5 STM32系統(tǒng)時(shí)鐘配置SystemInit()
我們總在強(qiáng)調(diào)，每個(gè)工程都必須在開始時(shí)配置并啟動(dòng)STM32系統(tǒng)時(shí)鐘，這次也不例外。
5.04.6 GPIO引腳時(shí)鐘使能

本節(jié)實(shí)驗(yàn)用到了PA端口，所以要把PA端口的時(shí)鐘打開；串口1時(shí)鐘源是通過APB2預(yù)分頻器得到的，串口1時(shí)鐘初始化；因?yàn)橐c外部芯片通訊，所以要打開功能復(fù)用時(shí)鐘。
5.04.7 GPIO管腳電平控制函數(shù)
在主程序中采用while(1)循環(huán)語句，等待外部中斷的到來后，主程序中讀取緩沖區(qū)的溫度值，并就打印輸出到屏幕。

5.04.8 stm32f10x_it.c文件里的內(nèi)容是
在中斷處理stm32f10x_it.c文件里中僅串口1子函數(shù)非空，進(jìn)入中斷處理函數(shù)后，只有串口1有參數(shù)輸出。

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5.04.9 ds18b20.h文件里的內(nèi)容是
函數(shù)ds18b20.h在這里是為了紅外程序自定義的功能函數(shù)，ds18b20.h的內(nèi)容如下：

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5.04.10 ds18b20.c文件里的內(nèi)容是
我們先詳細(xì)介紹DS18B20時(shí)序圖，然后再按照時(shí)序圖要求編寫程序。
5.04.10.1 DS18B20初始化時(shí)序

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(1).數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。
(2).延時(shí)480微妙（該時(shí)間的時(shí)間范圍可以從480到960微妙）。
(3).數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。
(4).延時(shí)等待80微妙。如果初始化成功則在15到60微妙時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)由DS18B20所返回的低電平“0”.根據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會(huì)使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時(shí)判斷。
(5).若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（3）步的時(shí)間算起）最少要480微妙。
5.04.10.2 DS18B20讀時(shí)序

(1).將數(shù)據(jù)線拉低“0”。
(2).延時(shí)4微妙。
(3).將數(shù)據(jù)線拉高“1”,釋放總線準(zhǔn)備讀數(shù)據(jù)。
(4).延時(shí)10微妙。
(5).讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
(6).延時(shí)45微妙。
(7).重復(fù)1～7步驟，直到讀完一個(gè)字節(jié)。

1).數(shù)據(jù)線先置低電平“0”
(2).延時(shí)15微妙。
(3).按從低位到高位的順序發(fā)送數(shù)據(jù)(一次只發(fā)送一位)。
(4).延時(shí)60微妙。
(5).將數(shù)據(jù)線拉到高電平。
(6).重復(fù)1～5步驟，直到發(fā)送完整的字節(jié)。
(7).最后將數(shù)據(jù)線拉高。
圖5.04.4 DS18B20寫時(shí)序
自定義函數(shù)ds18b20.c的內(nèi)容如下：

5.04.11 main.c文件里的內(nèi)容是

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5.04.12 程序下載
在這一章節(jié)中要掌握DS18B20的工作時(shí)序，了解常用的溫度傳感器功能和原理。
請(qǐng)根據(jù)下圖所指向的7個(gè)重點(diǎn)區(qū)域配置。其中（1）號(hào)區(qū)域根據(jù)自己機(jī)器的實(shí)際情況選擇，我的機(jī)器虛擬出來的串口號(hào)是COM3。（2）號(hào)區(qū)域請(qǐng)自己選擇程序代碼所在的文件夾。（7）號(hào)區(qū)域當(dāng)程序下載完后，進(jìn)度條會(huì)到達(dá)最右邊，并且提示一切正常。（4、5、6）號(hào)區(qū)域一定要按照上圖顯示的設(shè)置。當(dāng)都設(shè)置好以后就可以直接點(diǎn)擊（3）號(hào)區(qū)域的開始編程按鈕下傳程序了。

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本節(jié)實(shí)驗(yàn)的源代碼在光盤中：（LY-STM32 光盤資料\1.課程\2,外設(shè)篇\模塊篇04.防水DS18B20溫度傳感器實(shí)驗(yàn)\程序）
5.04.13 實(shí)驗(yàn)效果圖
把防水溫度計(jì)放入盛溫水的燒杯中，如“圖5.04.13.1 防水DS18B20測試水溫實(shí)驗(yàn)效果圖”，打開眾想科技多功能監(jiān)控軟件，然后打開串口，我們?cè)诮邮諈^(qū)可以觀察到實(shí)測采集到的水溫?cái)?shù)據(jù)，水溫大約60攝氏度左右，說明我們防水型DS18B20工作正常，程序編寫的很成功。

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作者: 青云女神 時(shí)間: 2017-8-18 11:31
你好，想問一下，我用的是正點(diǎn)原子的ds18b20的程序，一個(gè)板子用的是STM32F103RBT6的芯片，可以正常都去溫度，可是用stm32f103c8t6的芯片就不能正常讀取，是什么原因？

歡迎光臨 (http://www.raoushi.com/bbs/)

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