3.8 ds18b20温度传感器实验

3.8 ds18b20温度传感器实验
DS18B20是常用的数字温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。DS18B20 单线数字温度传感器，即“一线器件”，其具有独特的优点：
1,采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
2,测量温度范围宽，测量精度高 DS18B20 的测量范围为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ; 在 -10~+ 85°C范围内，精度为 ± 0.5°C 。
3,在使用中不需要任何外围元件。
4,持多点组网功能多个 DS18B20 可以并联在惟一的单线上，实现多点测温。
5,供电方式灵活 DS18B20 可以通过内部寄生电路从数据线上获取电源。因此，当数据线上的时序满足一定的要求时，可以不接外部电源，从而使系统结构更趋简单，可靠性更高。
6,测量参数可配置 DS18B20 的测量分辨率可通过程序设定 9~12 位。
7,负压特性电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁。
8,掉电保护功能 DS18B20 内部含有 EEPROM ，在系统掉电以后，它仍可保存分辨率及报警温度的设定值。
　DS18B20 具有体积更小、适用电压更宽、更经济、可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围，适合于构建自己的经济的测温系统，因此也就被设计者们所青睐。
　　DS18B20内部结构：
　　主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X^8+X5+X^4+1）。 ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。
首先创建读取ds18b20的任务：

define TASK_SIZE 256

static OS_STK ds18b20_task_stk[TASK_SIZE];
void UserMain(void)
{

tls_os_task_create(NULL, NULL,
ds18b20_task,
NULL,
(void *)ds18b20_task_stk,
TASK_SIZE * sizeof(u32),
32,
0);
}
在任务中初始化DS18B20,并获取DS18B20序列号后读取温度值。
static void ds18b20_task(void *data)
{
uint8_t uc, ucDs18b20Id [ 8 ];
int i;
printf(" this is a ds18b20 test demo ");
```
while( DS18B20_Init() )
{
	for(i=0;i<1000;i++)
	{
		us_delay(1000);
	}


printf("
 ds18b20 exit 
");
}
printf("
 ds18b20 ok  
");
 DS18B20_ReadId ( ucDs18b20Id  );           // 读取 DS18B20 的序列号

 printf("
DS18B20： 0x");

 for ( uc = 0; uc < 8; uc ++ )             // 打印 DS18B20 的序列号
  printf ( "%.2x", ucDs18b20Id [ uc ] );

for( ; ; )
{

	 printf ( "
temperature： %.1f
", DS18B20_GetTemp_MatchRom ( ucDs18b20Id ) );		// 打印通过 DS18B20 序列号获取的温度值
	 DS18B20_DELAY_MS(1000);
}
```
}
其它函数：

/**
- @brief DS18B20 初始化函数
- @param 无
- @retval 无
  */
  uint8_t DS18B20_Init(void)
  {
  DS18B20_GPIO_Config ();
  
  DS18B20_DQ_1;
  
  DS18B20_Rst();
return DS18B20_Presence ();

}
/*
- 函数名：DS18B20_GPIO_Config
- 描述：配置DS18B20用到的I/O口
- 输入：无
- 输出：无
  */
  static void DS18B20_GPIO_Config(void)
  {
  
  tls_gpio_cfg(DS18B20_DQ_GPIO_PORT, WM_GPIO_DIR_OUTPUT, WM_GPIO_ATTR_PULLHIGH);//配置为上拉输出
  }
/*
- 函数名：DS18B20_Mode_IPU
- 描述：使DS18B20-DATA引脚变为输入模式
- 输入：无
- 输出：无
  */
  static void DS18B20_Mode_IPU(void)
  {
  tls_gpio_cfg(DS18B20_DQ_GPIO_PORT, WM_GPIO_DIR_INPUT, WM_GPIO_ATTR_FLOATING);//配置为上拉输出
  }
/*
- 函数名：DS18B20_Mode_Out_PP
- 描述：使DS18B20-DATA引脚变为输出模式
- 输入：无
- 输出：无
  */
  static void DS18B20_Mode_Out_PP(void)
  {
  tls_gpio_cfg(DS18B20_DQ_GPIO_PORT, WM_GPIO_DIR_OUTPUT, WM_GPIO_ATTR_PULLHIGH);//配置为上拉输出
  }
/*
*主机给从机发送复位脉冲
/
static void DS18B20_Rst(void)
{
/ 主机设置为推挽输出 */
DS18B20_Mode_Out_PP();
```
DS18B20_DQ_0;
 /* 主机至少产生480us的低电平复位信号 */
 us_delay(750);

 /* 主机在产生复位信号后，需将总线拉高 */
 DS18B20_DQ_1;

 /*从机接收到主机的复位信号后，会在15~60us后给主机发一个存在脉冲*/
 us_delay(15);
```
}

/*
- 检测从机给主机返回的存在脉冲
- 0：成功
- 1：失败
  */
  static uint8_t DS18B20_Presence(void)
  {
  uint8_t pulse_time = 0;
  
  /* 主机设置为上拉输入 */
  DS18B20_Mode_IPU();
  
  /* 等待存在脉冲的到来，存在脉冲为一个60~240us的低电平信号
  - 如果存在脉冲没有来则做超时处理，从机接收到主机的复位信号后，会在15~60us后给主机发一个存在脉冲
    /
    while( DS18B20_DQ_IN() && pulse_time<100 )
    {
    pulse_time++;
    us_delay(1);
    }
    / 经过100us后，存在脉冲都还没有到来*/
    if( pulse_time >=100 )
    return 1;
    else
    pulse_time = 0;
  /* 存在脉冲到来，且存在的时间不能超过240us */
  while( !DS18B20_DQ_IN() && pulse_time<240 )
  {
  pulse_time++;
  us_delay(1);
  }
  if( pulse_time >=240 )
  return 1;
  else
  return 0;
  }
/*
- 从DS18B20读取一个bit
  */
  static uint8_t DS18B20_ReadBit(void)
  {
  uint8_t dat;
  
  /* 读0和读1的时间至少要大于60us /
  DS18B20_Mode_Out_PP();
  / 读时间的起始：必须由主机产生 >1us <15us 的低电平信号 */
  DS18B20_DQ_0;
  us_delay(10);
  
  /* 设置成输入，释放总线，由外部上拉电阻将总线拉高 */
  DS18B20_Mode_IPU();
  //us_delay(2);
  
  if( DS18B20_DQ_IN() == SET )
  dat = 1;
  else
  dat = 0;
  
  /* 这个延时参数请参考时序图 */
  us_delay(45);
  
  return dat;
  }
/*
- 从DS18B20读一个字节，低位先行
  */
  static uint8_t DS18B20_ReadByte(void)
  {
  uint8_t i, j, dat = 0;
  
  for(i=0; i<8; i++)
  {
  j = DS18B20_ReadBit();
  dat = (dat) | (j<<i);
  }
  
  return dat;
  }
/*
- 写一个字节到DS18B20，低位先行
  */
  static void DS18B20_WriteByte(uint8_t dat)
  {
  uint8_t i, testb;
  DS18B20_Mode_Out_PP();
  
  for( i=0; i<8; i++ )
  {
  testb = dat&0x01;
  dat = dat>>1;
  /* 写0和写1的时间至少要大于60us /
  if (testb)
  {
  DS18B20_DQ_0;
  / 1us < 这个延时 < 15us */
  us_delay(8);
```
 	DS18B20_DQ_1;
 	us_delay(58);
 }
 else
 {
 	DS18B20_DQ_0;
 	/* 60us < Tx 0 < 120us */
 	us_delay(70);

 	DS18B20_DQ_1;
 	/* 1us < Trec(恢复时间) < 无穷大*/
 	us_delay(2);
 }
```
  }
  }
/**
- @brief 跳过匹配 DS18B20 ROM
- @param 无
- @retval 无
  */
  static void DS18B20_SkipRom ( void )
  {
  DS18B20_Rst();
  
  DS18B20_Presence();
  
  DS18B20_WriteByte(0XCC); /* 跳过 ROM */
}

/**
- @brief 执行匹配 DS18B20 ROM
- @param 无
- @retval 无
  */
  static void DS18B20_MatchRom ( void )
  {
  DS18B20_Rst();
  
  DS18B20_Presence();
  
  DS18B20_WriteByte(0X55); /* 匹配 ROM */
}

/*
- 存储的温度是16 位的带符号扩展的二进制补码形式
- 当工作在12位分辨率时，其中5个符号位，7个整数位，4个小数位
- ```
    |---------整数----------|-----小数 分辨率 1/(2^4)=0.0625----|
```
- 低字节 | 2^3 | 2^2 | 2^1 | 2^0 | 2^(-1) | 2^(-2) | 2^(-3) | 2^(-4) |
- ```
    |-----符号位：0->正  1->负-------|-----------整数-----------|
```
- 高字节 | s | s | s | s | s | 2^6 | 2^5 | 2^4 |
- 温度 = 符号位 + 整数 + 小数*0.0625
  /
  /*
- @brief 在跳过匹配 ROM 情况下获取 DS18B20 温度值
- @param 无
- @retval 温度值
  */
  float DS18B20_GetTemp_SkipRom ( void )
  {
  uint8_t tpmsb, tplsb;
  short s_tem;
  float f_tem;
  
  DS18B20_SkipRom ();
  DS18B20_WriteByte(0X44); /* 开始转换 */
  
  DS18B20_SkipRom ();
  DS18B20_WriteByte(0XBE); /* 读温度值 */
  
  tplsb = DS18B20_ReadByte();
  tpmsb = DS18B20_ReadByte();
  
  s_tem = tpmsb<<8;
  s_tem = s_tem | tplsb;
  
  if( s_tem < 0 ) /* 负温度 */
  f_tem = (~s_tem+1) * 0.0625;
  else
  f_tem = s_tem * 0.0625;
  
  return f_tem;
}

/**
- @brief 在匹配 ROM 情况下获取 DS18B20 温度值
- @param ds18b20_id：用于存放 DS18B20 序列号的数组的首地址
- @retval 无
  */
  void DS18B20_ReadId ( uint8_t * ds18b20_id )
  {
  uint8_t uc;
  
  DS18B20_WriteByte(0x33); //读取序列号
  
  for ( uc = 0; uc < 8; uc ++ )
  ds18b20_id [ uc ] = DS18B20_ReadByte();
}

/**
- @brief 在匹配 ROM 情况下获取 DS18B20 温度值
- @param ds18b20_id：存放 DS18B20 序列号的数组的首地址
- @retval 温度值
  */
  float DS18B20_GetTemp_MatchRom ( uint8_t * ds18b20_id )
  {
  uint8_t tpmsb, tplsb, i;
  short s_tem;
  float f_tem;
  
  DS18B20_MatchRom (); //匹配ROM
for(i=0;i<8;i++)
DS18B20_WriteByte ( ds18b20_id [ i ] );
```
DS18B20_WriteByte(0X44);				/* 开始转换 */


DS18B20_MatchRom ();            //匹配ROM

for(i=0;i<8;i++)
	DS18B20_WriteByte ( ds18b20_id [ i ] );

DS18B20_WriteByte(0XBE);				/* 读温度值 */

tplsb = DS18B20_ReadByte();
tpmsb = DS18B20_ReadByte();


s_tem = tpmsb<<8;
s_tem = s_tem | tplsb;

if( s_tem < 0 )		/* 负温度 */
	f_tem = (~s_tem+1) * 0.0625;
else
	f_tem = s_tem * 0.0625;

return f_tem;
```
}
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3.8 ds18b20温度传感器实验

define TASK_SIZE 256