代码收藏家 stm32 hal库多点采集ds18b20
我使用的的stm32f103vet6的板子，实现ds18b20的多点采集功能。希望能够快速完成，所以使用了hal库。编写过程中参考了博主sandeepin的帖子，完美实现STM32单总线挂多个DS18B20_stm32多路18b20-CSDN博客。照猫画虎，自己试着做了个。
第一步，打开stm cube mx。选择mcu型号。
第二步，设置时钟。这个地方选择外部晶振。板子外部晶振8M，然后倍频到72M。
上面那个地方选择好外部时钟后，在这个时钟配置界面，就可以方便的配置。在右侧红框中直接填入72M回车。就会自动计算好。
第三步，就是gpio的设置了。ds18b20是单总线协议。选择一个空闲的gpio口。这步需要看看电路图了，不要和其他的端口冲突就可以。我这里选择的是gpio e组pin6；端口设置保持默认。这个引脚的输入输出，需要在程序中调节。
第四步，hal默认提供了延迟函数，也就是HAL_Delay(),这个函数时ms级别。在ds18b20中，需要用到us级别的函数。所以使用定时器。这个地方，使用tim3，最下面的预分配要设置下。设置成71. stm32核心时钟是72M，72M/(71+1) = 1M, 周期刚好是1us。
第五步，设置串口，如果有屏幕的可以使用屏幕。就是使用串口发送数据。连接电脑的串口助手接受数据可以了。选择usart1,流控关闭，其他参数默认。
第六步，工程配置（最后一步）。选择工程生成对应的ide环境。我这个地方下载keil的ide。
选择只生产必要的库文件，要不然工程会很大。为每个外设都生成.c .h便于管理和查找，修改。
点击右上角的generate code（生存代码）。
这里粘贴关键代码。这个是delay.c 使用tim3 实现us定时器。
#include "delay.h"
void delay_us(uint16_t us)
{
__HAL_TIM_DISABLE(&htim3);//定时器关闭
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3,0);//设置定时器的计数值为0 默认是递增记数
__HAL_TIM_ENABLE(&htim3);//定时器启动
while(__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3)<us)
{
}
__HAL_TIM_DISABLE(&htim3);//为了节能，关闭
return ;
}
在系统生成 usart.c 文件的最后加入。这是个重定向，定位到了串口，加上后就可以使用printf。
/* USER CODE BEGIN 1 */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
uint8_t pData = ((uint8_t)ch);
HAL_UART_Transmit(&huart1,&pData,1,200);
// /* 发送一个字节数据到串口 */
// USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch);
//
// /* 等待发送完毕 */
// while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
return (ch);
}
/* USER CODE END 1 */剩下的代码，我放在main.c了。其实严格的说，这些代码应该被封装到ds18b20.c 和ds18b20.h中。
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
* All rights reserved.
*
* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
* in the root directory of this software component.
* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "delay.h"
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
#define MaxSensorNum 8
unsigned char DS18B20_ID[MaxSensorNum][8]; // 存检测到的传感器DS18B20_ID的数组,前面的维数代表单根线传感器数量上限
unsigned char DS18B20_SensorNum;
#define DS18B20_GPIO_NUM GPIO_PIN_6
#define DS18B20_GPIO_X GPIOE
#define DS18B20_DQ_OUT_Low HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET)
#define DS18B20_DQ_OUT_High HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET)
#define DS18B20_DQ_IN HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_6)
void ds18b20_gpio_config()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};
/*Configure GPIO pin Output Level */
/*Configure GPIO pin : PE6 */
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_6;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
//默认高电平 释放总线
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
// RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_DS18B20_GPIO_X, ENABLE);
// GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_GPIO_NUM;
// GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
// GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
// GPIO_Init(DS18B20_GPIO_X, &GPIO_InitStructure);
// GPIO_SetBits(DS18B20_GPIO_X, DS18B20_GPIO_NUM);
}
// 引脚输入
void DS18B20_Mode_IPU(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};
GPIO_InitStructure.Pin = DS18B20_GPIO_NUM;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
HAL_GPIO_Init(DS18B20_GPIO_X, &GPIO_InitStructure);
}
// 引脚输出
void DS18B20_Mode_Out(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.Pin = DS18B20_GPIO_NUM;
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(DS18B20_GPIO_X, &GPIO_InitStructure);
}
void ds18b20_rst()
{
DS18B20_Mode_Out();
DS18B20_DQ_OUT_Low;
delay_us(482);
DS18B20_DQ_OUT_High;
delay_us(15);
}
uint8_t ds18b20_check()
{
uint8_t delay = 0 ;
DS18B20_Mode_IPU();
// 等待应答脉冲（一个60~240us的低电平信号 ）的到来
while(DS18B20_DQ_IN &&delay<100)
{
delay++;
delay_us(1);
}
if(delay>=100)
{
//没有应答信号
return 1;
}
else
delay = 0 ;
// 有应答脉冲，且存在时间不超过240us
while( !DS18B20_DQ_IN &&delay<240)
{
delay++;
delay_us(1);
}
if(delay>=240)
return 1;
return 0;
}
/*
由时序图可知读操作最短时间为60us最长不超过120us，
DS18B20读操作开始时单片机需要将DQ引脚拉低至少1us的
时间后将总线释放，在总线释放期间，若DS18B20发送0，
则把总线拉低至少到15us，之后释放总线，若发送1，则不拉低
总线，单片机需要在读周期开始后的15us内读取引脚的电平大小，
之后释放总线45us完成时序
*/
uint8_t ds18b20_read_bit()
{
uint8_t data;
DS18B20_Mode_Out();
DS18B20_DQ_OUT_Low;
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT_High;
delay_us(12);
DS18B20_Mode_IPU();
if(DS18B20_DQ_IN)
{
data =1;
}
else
data = 0 ;
delay_us(50);
return data;
}
uint8_t ds18b20_read_2bit()
{
uint8_t i;
uint8_t dat = 0 ;
for(i=2;i>0;i--)
{
dat = dat<<1;
DS18B20_Mode_Out();
DS18B20_DQ_OUT_Low;
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT_High;
DS18B20_Mode_IPU();
delay_us(12);
if(DS18B20_DQ_IN)
{
dat|=0x01;
}
delay_us(50);
}
return dat;
}
/*
* 从DS18B20读一个字节，低位先行
*/
uint8_t ds18b20_read_byte()
{
uint8_t i,j,dat;
dat = 0 ;
for(i=0;i<8;i++)
{
j = ds18b20_read_bit();
dat = (dat)|(j<<i);
}
return dat;
}
/*
在写0时序中单片机需要将DQ引脚拉低之后DS18B20会在引脚被拉低的
第15—60us内进行采样读取到写0的操作，而对DS18B20进行写1操作
需要单片机先将引脚拉低至低电平1us的时间之后将总线释放由上拉
电阻将总线拉直高电平，DS18B20则会在第15—60us内读取到写1操作
*/
void ds18b20_write_bit(uint8_t dat)
{
DS18B20_Mode_Out();
if(dat)
{
DS18B20_DQ_OUT_Low;
delay_us(2);
DS18B20_DQ_OUT_High;
delay_us(60);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT_Low;
delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT_High;
delay_us(2);
}
}
void ds18b20_write_byte(uint8_t dat)
{
uint8_t j;
uint8_t testb;
DS18B20_Mode_Out();
for(j=1;j<=8;j++)
{
testb = dat&0x01;
dat = dat>>1;
if(testb)
{
DS18B20_DQ_OUT_Low;
delay_us(10);
DS18B20_DQ_OUT_High;
delay_us(50);
}
else
{
DS18B20_DQ_OUT_Low;
delay_us(60);
DS18B20_DQ_OUT_High;
delay_us(2);
}
}
}
uint8_t ds18b20_init()
{
ds18b20_gpio_config();
ds18b20_rst();
return ds18b20_check();
}
float ds18b20_get_temp(uint8_t i)
{
uint8_t j,TL,TH;
short temp;
float result;
ds18b20_rst();
ds18b20_check();
ds18b20_write_byte(0xcc);
ds18b20_write_byte(0x44);
ds18b20_rst();
ds18b20_check();
//match rom
ds18b20_write_byte(0x55);
for(j=0;j<8;j++)
{
ds18b20_write_byte(DS18B20_ID[i][j]);
}
//convert
ds18b20_write_byte(0xbe);
TL=ds18b20_read_byte();
TH=ds18b20_read_byte();
if(TH& 0xfc)
{
temp= (TH<<8) |TL;
result = (~temp)+1;
result*=0.0625;
}
else
{
result = ((TH<<8)|TL)*0.0625;
}
return result;
}
/*
总线最多挂8个ds18b20,共64字节
*/
void ds18b20_search_rom()
{
//冲突位
uint8_t k=0,l=0,chongtuwei=0,m=0,n=0,num=0;
uint8_t zhan[5]={0};
uint8_t ss[64]={0};
uint8_t tempp=0;
l = 0;
num =0;
do
{
ds18b20_rst();
delay_us(480);
//search cmd
ds18b20_write_byte(0xf0);
for(m=0;m<8;m++)
{
uint8_t s = 0;
for(n=0;n<8;n++)
{
k=ds18b20_read_2bit();//先读2个bit
k = k& 0x03;
s>>=1;
if(k==0x01)
{
ds18b20_write_bit(0);
ss[(m*8+n)] = 0 ;
}
else if(k==0x02)
{
s = s|0x80;
ds18b20_write_bit(1);
ss[(m*8+n)] = 1 ;
}
else if(k ==0x00) //读到的数据为00 有冲突位 判断冲突位
{
//如果冲突位大于栈顶写0 小于栈顶写以前数据 等于栈顶写1
chongtuwei = m*8+n+1;
if(chongtuwei>zhan[l])
{
ds18b20_write_bit(0);
ss[(m*8+n)] = 0;
zhan[++l] = chongtuwei;
}
else if(chongtuwei<zhan[l])
{
s = s | ((ss[(m * 8 + n)] & 0x01) << 7);
ds18b20_write_bit(ss[(m * 8 + n)]);
}
else if(chongtuwei==zhan[l])
{
s= s|0x80;
ds18b20_write_bit(1);
ss[(m*8+n)]=1;
l=l-1;
}
}
else
{
//can't find anyone
}
}
tempp = s;
DS18B20_ID[num][m]=tempp;
}
num=num+1;
}while(zhan[l]!=0 &&(num<MaxSensorNum));
DS18B20_SensorNum = num;
}
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
uint8_t num = 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_GPIO_Init();
MX_TIM3_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_Delay(1000);
printf("start!\n");
while(ds18b20_init())
{
printf("ds18b20 check failer!\n");
}
printf("ds18b20 ready!\n");
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
ds18b20_search_rom();
printf("num is %d\n",DS18B20_SensorNum);
for(num = 0 ;num<DS18B20_SensorNum;num++)
{
printf("ID:%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x,tm:%.2f\n"
,DS18B20_ID[num][0],DS18B20_ID[num][1]
,DS18B20_ID[num][2],DS18B20_ID[num][3]
,DS18B20_ID[num][4],DS18B20_ID[num][5]
,DS18B20_ID[num][6],DS18B20_ID[num][7]
,ds18b20_get_temp(num));
}
printf("\n");
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
__disable_irq();
while (1)
{
}
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
代码基本是翻译 博主sandeepin的帖子，代码中ds18b20_search_rom 中的冲突判断，还没弄太明白。实验的效果有了。等后面有机会弄明白了。在出个帖子说说那边的逻辑。
作者：qq_39723634
