一、适用场景
适用场景：环境温度监测、智能家居温控系统、电子温度计、设备过温保护、机房/电池温度监控、农业温室监测、嵌入式教学中"一线通信协议"实战学习等。
二、器材清单
DS18B20 数字温度传感器×1
stm32f103开发板 ×1
若干杜邦线 ×1组
三、工作原理（要点）
单总线通信（1-Wire）：DS18B20 采用1-Wire 单总线协议，数据线 + GND 即可完成通信（正常模式下需外接上拉电阻）。
转换公式=原始数据×0.0625
四、接线示意
GND → GND
VCC→ 5V/3.3V电源
标准库
DQ→ PA0
HAL库
DQ→ PB0
五、示例代码
标准库
cpp
#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_SysTick.h"
#include "bsp_usart.h"
char show[20];
u16 temp=0;
void gpio_init()
{
GPIO_InitTypeDef PA;
//使能时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
PA.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
PA.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
// PA.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
PA.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&PA);
}
void startup()
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
Delay_us(500);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
Delay_us(30);
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==RESET);
// Delay_us(220);
}
void wirte_num(u8 address)
{
int i;
for(i=0;i<8;i++)
{
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
Delay_us(10);
if(address&0x01)
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
else
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
Delay_us(50);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
address>>=1;
}
}
u8 read_num()
{
int num=0,i;
for(i=0;i<8;i++)
{
num>>=1;
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
Delay_us(10);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
// Delay_us(5);
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0) == SET)
num|=0x80;
Delay_us(50);
}
return num;
}
void read()
{
u8 l_t=0,h_t=0;
u16 t;
startup();
wirte_num(0xcc);
wirte_num(0x44);
startup();
wirte_num(0xcc);
wirte_num(0xbe);
l_t=read_num();
h_t=read_num();
t=h_t<<8 | l_t;
if((t&0xF800) == 0xF800)//判断是否为负数，求出补码并带入到相应的公式中
{
temp=(((~t)+0x01)*-0.0625+0.5)*10;
}else
temp=(t*0.0625+0.5)*10;
}
int main()
{
SysTick_Init(); //延时函数初始化
USART_Config();
gpio_init();
while(1)
{
Delay_us(1000000);
read();
sprintf(show,"tempture:%d.%d\n",temp/10,temp%10);
Usart_SendString(USART1,show);
}
}HAL库
cpp
#include "ds18b20.h"
#include "dht11.h"
void DS18B20_Rst(void)
{
DS18B20_Mode(OUT); //SET OUTPUT
DS18B20_Low; //拉低DQ
Tims_delay_us(750); //拉低750us
DS18B20_High; //DQ=1
Tims_delay_us(15); //15US
}
//等待DS18B20的回应
//返回1:未检测到DS18B20的存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Check(void)
{
u8 retry=0;
DS18B20_Mode(IN); //SET INPUT
while (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0)&&retry<200)
{
retry++;
Tims_delay_us(1);
}
if(retry>=200)return 1;
else retry=0;
while (!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0)&&retry<240)
{
retry++;
Tims_delay_us(1);
}
if(retry>=240)return 1;
return 0;
}
//从DS18B20读取一个位
//返回值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{
u8 data;
DS18B20_Mode(OUT); //SET OUTPUT
DS18B20_Low;
Tims_delay_us(2);
DS18B20_High;
DS18B20_Mode(IN); //SET INPUT
Tims_delay_us(12);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0))
data=1;
else data=0;
Tims_delay_us(50);
return data;
}
//从DS18B20读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void)
{
u8 i,j,dat;
dat=0;
for (i=1;i<=8;i++)
{
j=DS18B20_Read_Bit();
dat=(j<<7)|(dat>>1);
}
return dat;
}
//写一个字节到DS18B20
//dat：要写入的字节
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{
u8 j;
u8 testb;
DS18B20_Mode(OUT); //SET OUTPUT;
for (j=1;j<=8;j++)
{
testb=dat&0x01;
dat=dat>>1;
if (testb)
{
DS18B20_Low; // Write 1
Tims_delay_us(2);
DS18B20_High;
Tims_delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_Low; // Write 0
Tims_delay_us(60);
DS18B20_High;
Tims_delay_us(2);
}
}
}
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0x44); // convert
}
//初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Init(void)
{
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; // 9???
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // Push Pull ??????
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // ????
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; // ??
HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
DS18B20_High; //输出1
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Check();
}
//从ds18b20得到温度值
//精度：0.1C
//返回值：温度值 （-550~1250）
short DS18B20_Get_Temp(void)
{
u8 temp;
u8 TL,TH;
short tem;
DS18B20_Start (); // ds1820 start convert
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc); // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0xbe); // convert
TL=DS18B20_Read_Byte(); // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte(); // MSB
if(TH>7)
{
TH=~TH;
TL=~TL;
temp=0; //温度为负
}else temp=1; //温度为正
tem=TH; //获得高八位
tem<<=8;
tem+=TL; //获得底八位
tem=(float)tem*0.625; //转换
if(temp)return tem; //返回温度值
else return -tem;
}
void DS18B20_Mode(u8 mode)
{
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
if(mode)
{
/* ?? */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; // 9???
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // Push Pull ??????
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; // ??
}
else
{
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; // 9???
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; // ????
}
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // ????
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
short temperature = 0;
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_USART1_UART_Init();
MX_TIM2_Init();
while(DS18B20_Init()) //DS18B20初始化
{
HAL_UART_Transmit(&huart1,"DS18B20 Error",strlen("DS18B20 Error"),HAL_MAX_DELAY);
HAL_Delay(200);
HAL_UART_Transmit(&huart1," ",strlen(" "),HAL_MAX_DELAY);
HAL_Delay(200);
}
/* USER CODE END 2 */
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
temperature=DS18B20_Get_Temp();
sprintf((char*)show,"%4.1f\r\n",(float)temperature/10);
HAL_UART_Transmit(&huart1,show,strlen(show),HAL_MAX_DELAY);
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}六、讲解视频