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rtos/02_freeRTOS_app/Drivers/DshanMCU-F103/driver_ds18b20.c
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2025-09-30 11:49:27 +08:00

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// SPDX-License-Identifier: GPL-3.0-only
/*
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*/
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*
* 修改历史 版本号 作者 修改内容
*-----------------------------------------------------
* 2023.08.04 v01 百问科技 创建文件
*-----------------------------------------------------
*/
#include "driver_ds18b20.h"
#include "driver_lcd.h"
#include "driver_timer.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"
/* rom commands */
#define SEARCH_ROM 0xF0
#define READ_ROM 0x33
#define MATCH_ROM 0x55
#define SKIP_ROM 0xCC
#define ALARM_ROM 0xEC
/* functions commands */
#define CONVERT_TEAMPERATURE 0x44
#define WRITE_SCRATCHPAD 0x4E
#define READ_SCRATCHPAD 0xBE
#define COPY_SCRATCHPAD 0x48
#define RECALL_EEPROM 0xB8
#define READ_POWER_SUPPLY 0xB4
/* 先实现GPIO的基本操作 */
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_PinCfgAsOutput
* 功能描述： 把DS18B20的数据引脚配置为输出
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_PinCfgAsOutput(void)
{
/* 对于STM32F103, 已经把DS18B20的引脚配置为"open drain, pull-up" */
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_PinCfgAsInput
* 功能描述： 把DS18B20的数据引脚配置为输入
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_PinCfgAsInput(void)
{
/* 对于STM32F103, 已经把DS18B20的引脚配置为"open drain, pull-up"
* 让它输出1就不会驱动这个引脚, 并且可以读入引脚状态
*/
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_PinSet
* 功能描述： 设置DS18B20的数据引脚的输出值
* 输入参数： val - 输出电平
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_PinSet(int val)
{
if (val)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
else
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_PinRead
* 功能描述： 读取DS18B20的数据引脚
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 1-高电平, 0-低电平
* 修改日期 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static int DS18B20_PinRead(void)
{
if (GPIO_PIN_SET == HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1))
return 1;
else
return 0;
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_PinSetForTime
* 功能描述： 设置DS18B20的数据引脚,并维持一定时间
* 输入参数： val - 输出电平
* us - 维持多少us
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_PinSetForTime(int val, int us)
{
DS18B20_PinCfgAsOutput();
DS18B20_PinSet(val);
udelay(us);
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_PinRelease
* 功能描述： 释放引脚,就是不再驱动引脚,配置为输入即可
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_PinRelease(void)
{
DS18B20_PinCfgAsInput();
}
/* ds18b20的代码 */
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_Start
* 功能描述： 给DS18B20发出启动信号,并返回响应值
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 1-无响应, 0-有响应
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static int DS18B20_Start(void)
{
int val;
DS18B20_PinSetForTime(0, 500);
DS18B20_PinRelease();
udelay(80);
val = DS18B20_PinRead();
udelay(250);
return val;
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_WriteBit
* 功能描述： 给DS18B20发送1bit数据
* 输入参数： val - 数据
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_WriteBit(int val)
{
if (0 == val)
{
DS18B20_PinSetForTime(0, 60);
DS18B20_PinRelease();
udelay(2);
}
else
{
DS18B20_PinSetForTime(0, 2);
DS18B20_PinRelease();
udelay(60);
}
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_ReadBit
* 功能描述： 读取DS18B20 1bit数据
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 1/0 - 数据
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static int DS18B20_ReadBit(void)
{
int val;
DS18B20_PinSetForTime(0, 2);
DS18B20_PinRelease();
udelay(10);
val = DS18B20_PinRead();
udelay(50);
return val;
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_WriteByte
* 功能描述： 给DS18B20发送1 byte数据
* 输入参数： data - 数据
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_WriteByte(unsigned char data)
{
int i;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
DS18B20_WriteBit(data & (1<<i));
}
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_ReadByte
* 功能描述： 读取DS18B20 1 byte数据
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 数据
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static unsigned char DS18B20_ReadByte(void)
{
int i;
unsigned char data = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
if (DS18B20_ReadBit() == 1)
data |= (1<<i);
}
return data;
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_WriteRomCmd
* 功能描述： 发送ROM命令
* 输入参数： cmd - ROM命令
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 数据
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_WriteRomCmd(unsigned char cmd)
{
DS18B20_WriteByte(cmd);
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_WriteFunctionCmd
* 功能描述： 发送Function命令
* 输入参数： cmd - Function命令
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 数据
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static void DS18B20_WriteFunctionCmd(unsigned char cmd)
{
DS18B20_WriteByte(cmd);
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_WaitReady
* 功能描述： 等待DS18B20就绪
* 输入参数： timeout_us - 超时时间(单位us)
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 0 - 就绪, (-1) - 失败
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static int DS18B20_WaitReady(int timeout_us)
{
while (timeout_us--)
{
if (DS18B20_ReadBit() == 1)
return 0; /* ok */
udelay(1);
}
return -1;
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_StartConvert
* 功能描述： 启动DS18B20的温度转换
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 0 - 成功, (-1) - 失败
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static int DS18B20_StartConvert(void)
{
if (DS18B20_Start() != 0)
{
//printf("DS18B20_Start err!\n\r");
return -1;
}
DS18B20_WriteRomCmd(SKIP_ROM);
DS18B20_WriteFunctionCmd(CONVERT_TEAMPERATURE);
/* 等待/判断转换成功 */
if (0 != DS18B20_WaitReady(1000000))
{
//printf("DS18B20_WaitReady err!\n\r");
return -1;
}
return 0;
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_Read_RAM
* 功能描述： 读取DS18B20的内存数据(9字节)
* 输入参数： 无
* 输出参数： ram - 用于保存输出数据的buffer
* 返 回 值： 0 - 成功, (-1) - 失败
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
static int DS18B20_Read_RAM(unsigned char ram[])
{
int i;
if (DS18B20_Start() != 0)
{
//printf("DS18B20_Start err!\n\r");
return -1;
}
DS18B20_WriteRomCmd(SKIP_ROM);
DS18B20_WriteFunctionCmd(READ_SCRATCHPAD);
for (i = 0; i < 9; i++)
{
ram[i] = DS18B20_ReadByte();
}
return 0;
}
/* 实际操作函数 */
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_Init
* 功能描述： DS18B20的初始化函数
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
void DS18B20_Init(void)
{
DS18B20_PinRelease();
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_ReadROM
* 功能描述： 读取DS18B20的ROM ID
* 输入参数： 无
* 输出参数： rom - 用于保存输出数据的buffer
* 返 回 值： 0 - 成功, (-1) - 失败
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
int DS18B20_ReadROM(unsigned char rom[])
{
int i;
if (DS18B20_Start() != 0)
{
//printf("DS18B20_Start err!\n\r");
return -1;
}
DS18B20_WriteRomCmd(READ_ROM);
for (i = 0; i < 8; i++)
{
rom[i] = DS18B20_ReadByte();
}
return 0;
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_Read_Temperature
* 功能描述： 读取DS18B20的温度值
* 输入参数： 无
* 输出参数： temp - 用于保存温度值
* 返 回 值： 0 - 成功, (-1) - 失败
* 修改日期： 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
int DS18B20_Read_Temperature(double *temp)
{
int err;
unsigned char ram[9];
double val[] = {0.0625, 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64};
double sum = 0;
int i;
err = DS18B20_StartConvert();
if (err)
return err;
err = DS18B20_Read_RAM(ram);
if (err)
return err;
/* 计算温度 */
/* 先判断精度 */
if (ram[4] & (3<<5) == 0) /* 精度: 9bit */
i = 3;
else if (ram[4] & (3<<5) == (1<<5)) /* 精度: 10bit */
i = 2;
else if (ram[4] & (3<<5) == (2<<5)) /* 精度: 11bit */
i = 1;
else
/* 精度是 12 bit */
i = 0;
for (; i < 8; i++)
{
if (ram[0] & (1<<i))
sum += val[i];
}
for (i = 0; i < 3; i++)
{
if (ram[1] & (1<<i))
sum += val[8+i];
}
if (ram[1] & (1<<3))
sum = 0 - sum;
*temp = sum;
return 0;
}
/**********************************************************************
* 函数名称： DS18B20_Test
* 功能描述： DS18B20测试程序
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 无
* 返 回 值： 无
* 修改日期 版本号 修改人 修改内容
* -----------------------------------------------
* 2023/08/03 V1.0 韦东山 创建
***********************************************************************/
void DS18B20_Test(void)
{
unsigned char rom[8];
int i;
double temp;
int m,n,len;
DS18B20_Init();
//while (1)
{
if (DS18B20_ReadROM(rom) == 0)
{
LCD_PrintString(0, 0, "ds18b20 rom:");
for (i = 0; i < 8; i++)
{
LCD_PrintHex(i*2, 2, rom[i], 0);
}
}
}
LCD_PrintString(0, 4, "Temperature:");
while (1)
{
if (0 == DS18B20_Read_Temperature(&temp))
{
m = (int)temp; /* 3.01, m = 3 */
temp = temp - m; /* 小数部分: 0.21 */
n = temp * 10; /* n = 2 */
/* 在LCD上打印 */
//printf("ds18b20 temperature: %d.%04d\n\r", m, n); /* 3.010v */
len = LCD_PrintSignedVal(0, 6, m);
LCD_PutChar(len, 6, '.');
LCD_PrintSignedVal(len+1, 6, n);
}
}
}
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