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STM32F103 CubeMX 使用hal库控制DS18B20

创作时间:
作者:
@小白创作中心

STM32F103 CubeMX 使用hal库控制DS18B20

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/chen1658137632/article/details/136877983

本文详细介绍了如何使用STM32F103微控制器和CubeMX工具通过HAL库控制DS18B20温度传感器。内容涵盖硬件连接、CubeMX配置、程序编写等步骤，并提供了完整的代码示例。

硬件连接

需要购买一个DS18B20的模块，代码中使用 PB5 作为信号的连接。

CubeMX配置

  1. 配置debug口
  2. 配置外部晶振
  3. 配置串口
  4. 配置PB5 作为连接的GPIO
  5. 配置时钟72M
  6. 生成代码

程序编写

主要需要3段程序的编写：

  1. main函数的编写
  2. 18B20.c 函数的编写
  3. 18B20.h 函数的编写

main函数的编写

添加18b20 头文件

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "18b20.h"
/* USER CODE END Includes */

添加串口重定向

/* USER CODE BEGIN PV */
#include <stdio.h>
//重定向c库函数printf到串口USARTx，重定向后可使用printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    /* 发送一个字节数据到串口USARTx */
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return (ch);
}
/* USER CODE END PV */

添加下面main函数的编写信息，进行了一个初始化，如果不成功就报错，成功的话就继续

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  float temperature = 0;
  /* USER CODE END 1 */
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  //等待成功初始化
  while(DS18B20_Init())
  {
      printf("DS18B20 checked failed!!!\r\n");
      HAL_Delay(500);
  }
  printf("DS18B20 checked success!!!\r\n");
  while (1)
  {
       temperature = DS18B20_Get_Temperature();
       if(temperature < 0)
           printf("temperature = -%.2f degree\r\n",temperature/10);
       else
           printf("temperature = %.2f degree\r\n",temperature/10);
       HAL_Delay(200);
  }
}

下面就是18B20.c的文件

整体结构和正点原子的差不多，在移植的时候做了一些适配

#include "18b20.h"
/****************************************************************************
函数名：delay_us
功能：微秒级延时
输入：延时数据
输出：无
返回值：无
备注：
****************************************************************************/
void delay_us(uint32_t time)
{
  time *= 10;
  while(time)
    time--;
}
/****************************************************************************
函数名：DS18B20_IO_IN
功能：使DS18B20_DQ引脚变为输入模式
输入：无
输出：无
返回值：无
备注：DQ引脚为PA5
****************************************************************************/
void DS18B20_IO_IN(void){
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_5;
  GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
/****************************************************************************
函数名：DS18B20_IO_OUT
功能：使DS18B20_DQ引脚变为推挽输出模式
输入：无
输出：无
返回值：无
备注：DQ引脚为PA5
****************************************************************************/
void DS18B20_IO_OUT(void){
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_5;
  GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
/***************************************************************************
函数名：DS18B20_Rst
功  能：发送复位信号
输  入: 无
输  出：无
返回值：无
备  注：
***************************************************************************/
void DS18B20_Rst(void){
  DS18B20_IO_OUT();//引脚输出模式
  
  //拉低总线并延时750us
  DS18B20_DQ_OUT_LOW;
  delay_us(750);     
  
  //释放总线为高电平并延时等待15~60us
  DS18B20_DQ_OUT_HIGH;
  delay_us(15);
}
  
/***************************************************************************
函数名：DS18B20_Check
功  能：检测DS18B20返回的存在脉冲
输  入: 无
输  出：无
返回值：0:成功  1：失败   2:释放总线失败
备  注：
***************************************************************************/
uint8_t DS18B20_Check(void){
  //定义一个脉冲持续时间
  uint8_t retry = 0;
  //引脚设为输入模式
  DS18B20_IO_IN();
  while(DS18B20_DQ_IN && retry < 200){
    retry++;
    delay_us(1);
  }
  
  if(retry >= 200)
    return 1;
  else
    retry = 0;
  
  //判断DS18B20是否释放总线
  while(!DS18B20_DQ_IN && retry < 240){
    retry++;
    delay_us(1);
  }
  
  if(retry >= 240)
    return 2;
  
  return 0;
}
/***************************************************************************
函数名：DS18B20_Write_Byte
功  能：向DS18B20写一个字节
输  入: 要写入的字节
输  出：无
返回值：无
备  注：
***************************************************************************/
void DS18B20_Write_Byte(uint8_t data){
  uint8_t j;
  uint8_t databit;
  DS18B20_IO_OUT();
  for(j=1;j<=8;j++){
    databit=data&0x01;//取数据最低位
    data=data>>1;     //右移一位
    if(databit){      //当前位写1
      DS18B20_DQ_OUT_LOW;
      delay_us(2);
      DS18B20_DQ_OUT_HIGH;
      delay_us(60);
    }else{          //当前位写0
      DS18B20_DQ_OUT_LOW;
      delay_us(60);
      DS18B20_DQ_OUT_HIGH;
      delay_us(2);
    }
  }
}
/***************************************************************************
函数名：DS18B20_Read_Bit
功  能：向DS18B20读一个位
输  入: 无
输  出：无
返回值：读入数据
备  注：
***************************************************************************/
uint8_t DS18B20_Read_Bit(void){
  uint8_t data;
  DS18B20_IO_OUT();
  DS18B20_DQ_OUT_LOW;
  delay_us(2);
  DS18B20_DQ_OUT_HIGH;
  DS18B20_IO_IN();
  delay_us(12);
  
  if(DS18B20_DQ_IN)
    data = 1;
  else
    data = 0;
  
  delay_us(50);
  return data;
}
/***************************************************************************
函数名：DS18B20_Read_Byte
功  能：向DS18B20读一个字节
输  入: 无
输  出：无
返回值：读入数据
备  注：
***************************************************************************/
uint8_t DS18B20_Read_Byte(void){
  uint8_t i,j,data;
  data = 0;
  for(i=1;i<=8;i++){
    j = DS18B20_Read_Bit();
    data = (j<<7)|(data>>1);
    /*j=0或1，j<<7=0x00或0x80，和data右移一位相或，即把1/0写入最高位，下次再往右移位*/
  }
  return data;
}
/***************************************************************************
函数名：DS18B20_Start
功  能：DS18B20开启
输  入: 无
输  出：无
返回值：无
备  注：
***************************************************************************/
void DS18B20_Start(void){
  DS18B20_Rst();
  DS18B20_Check();
  DS18B20_Write_Byte(0xcc);//跳过ROM
  DS18B20_Write_Byte(0x44);//温度变换命令
}
/***************************************************************************
函数名：DS18B20_Init
功  能：DS18B20初始化
输  入: 无
输  出：无
返回值：无
备  注：
***************************************************************************/
uint8_t DS18B20_Init(void){
  //引脚初始化
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_5;
  GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
  
  DS18B20_Rst();
  return DS18B20_Check();
}
/***************************************************************************
函数名：DS18B20_Read_Temperature
功  能：读取一次温度
输  入: 无
输  出：无
返回值：读取到的温度数据
备  注：适用于总线上只有一个DS18B20的情况
***************************************************************************/
short DS18B20_Get_Temperature(uint8_t a){
  uint8_t temp;
  uint8_t TL,TH;
  short temperature;
  
  DS18B20_Start();
  DS18B20_Rst();
  DS18B20_Check();
  DS18B20_Write_Byte(0xcc);//跳过ROM
  DS18B20_Write_Byte(0xbe);//读暂存器
  TL = DS18B20_Read_Byte();//低八位
  TH = DS18B20_Read_Byte();//高八位
  
  //判断温度值是否为负数
  if(TH>0x70){
    TH = ~TH;
    TL = ~TL;
    temp = 0;
  }else
    temp = 1;
  
  temperature = TH;
  temperature <<= 8;
  temperature += TL;
  temperature = (float)temperature*0.625;
  if(temperature)
    return temperature;
  else
    return -temperature;
}

18b20.h文件

#include "main.h"
#define DQ_GPIO_Port GPIOB
#define DQ_Pin GPIO_PIN_5
#define  DS18B20_DQ_OUT_HIGH       HAL_GPIO_WritePin(DQ_GPIO_Port, DQ_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define  DS18B20_DQ_OUT_LOW        HAL_GPIO_WritePin(DQ_GPIO_Port, DQ_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define  DS18B20_DQ_IN             HAL_GPIO_ReadPin(DQ_GPIO_Port, DQ_Pin)
uint8_t DS18B20_Init(void);
short DS18B20_Get_Temperature(uint8_t a);
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