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  • 用一个GPIO来读取数字温度传感器DS18B20
    用一个GPIO来读取数字温度传感器DS18B20
  • 用一个GPIO来读取数字温度传感器DS18B20
  •   发布日期: 2022-09-24  浏览次数: 566

    首先移植rtthread nano,我使用的nano版本不是最新的,是3.1.3,建立工程架构以及添加头文件路径

    pYYBAGMtgN2AdHLfAABdq82cnU0045
    pYYBAGMtgOOAMKGRAAGiULwNFFY681

    修改一些配置,nvic_vector_table_set的定义和finsh所需要的串口的配置

    poYBAGMtgQWABJnUAAEUrQq6tdY158

     

    void gd_eval_com_init(uint32_t com)
    {
        uint32_t COM_ID = 0U;
        
        if(EVAL_COM == com){
            COM_ID = 0U;
        }else{
        }
    
        /* enable COM GPIO clock */
        rcu_periph_clock_enable(EVAL_COM_GPIO_CLK);
    
        /* enable USART clock */
        rcu_periph_clock_enable(COM_CLK[COM_ID]);
    
        /* connect port to USARTx_Tx */
        gpio_af_set(EVAL_COM_GPIO_PORT, EVAL_COM_AF, COM_TX_PIN[COM_ID]);
    
        /* connect port to USARTx_Rx */
        gpio_af_set(EVAL_COM_GPIO_PORT, EVAL_COM_AF, COM_RX_PIN[COM_ID]);
    
        /* configure USART Tx as alternate function push-pull */
        gpio_mode_set(EVAL_COM_GPIO_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, COM_TX_PIN[COM_ID]);
        gpio_output_options_set(EVAL_COM_GPIO_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, COM_TX_PIN[COM_ID]);
    
        /* configure USART Rx as alternate function push-pull */
        gpio_mode_set(EVAL_COM_GPIO_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, COM_RX_PIN[COM_ID]);
        gpio_output_options_set(EVAL_COM_GPIO_PORT, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, COM_RX_PIN[COM_ID]);
    
        /* USART configure */
        usart_deinit(com);
        usart_baudrate_set(com, 115200U);
        usart_receive_config(com, USART_RECEIVE_ENABLE);
        usart_transmit_config(com, USART_TRANSMIT_ENABLE);
    
        usart_enable(com);
    }
     //实现该函数,才能使用rt_kprintf
    void rt_hw_console_output(const char *str) 
    {
        /* 进入临界段 */
        rt_enter_critical();
        while(*str!='�')
        {
            /* 换行 */
            if (*str == 'n')//RT-Thread 系统中已有的打印均以 n 结尾,而并非 rn,所以在字符输出时,需要在输出 n 之前输出 r,完成回车与换行,否则系统打印出来的信息将只有换行
            {
                usart_data_transmit(USART0, 'r');
                while(usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TC)== RESET);
            }
    
            usart_data_transmit(USART0, *(str++));
            while(usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TC)== RESET);
        }
    
        /* 退出临界段 */
        rt_exit_critical();  //注意:使用进入临界段语句rt_enter_critical(); 一定要使用退出临界段语句 rt_exit_critical();否则调度器锁住,无法进行调度
    
    }
    //使用Finsh组件三步骤:1.实现该函数及rt_hw_console_output函数;2.rtconfig.h中开启RT_USING_FINSH宏;3.添加Finsh组件(cmd.c、msh.c、shell.c),
    char rt_hw_console_getchar(void)
    {
        //查询方式实现,记得将Usart1初始化中的中断接收配置相关代码注释掉
        int ch = -1;
        /*等待串口1输入数据*/
        if(usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_RBNE) != RESET)
         {
            ch = (int)usart_data_receive(USART0);
            usart_flag_clear(USART0, USART_FLAG_RBNE);
         }
         else
         {
             if(usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_ORERR) != RESET)
             {
                 usart_flag_clear(USART0, USART_FLAG_ORERR);
             }
             rt_thread_mdelay(10);
         }
         return ch;
    }

     

    main函数创建一个led线程

     

    #include 
    #include 
    #include "gd32f3x0_rcu.h"
    #include "gd32f3x0_gpio.h"
    #include "Uart.h"
    
    static rt_thread_t led_thread;
    
    void led_init(void)
    {
        /* enable the LED GPIO clock */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
        /* configure led GPIO port */ 
        gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_8);
        gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_8);
    }
    
    void led_thread_entry(void *parameter)
    {
        led_init();
        while(1)
        {
            /* turn on led */
            gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_8, SET);
            rt_thread_mdelay(2000);
            /* turn off led */
            gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_8, RESET);
            rt_thread_mdelay(2000);
        }
    }
    
    void TaskInit(void)
    {
        led_thread = rt_thread_create("ledThread",         /* 线程名字 */
                                        led_thread_entry,  /* 线程入口函数 */
                                        RT_NULL,           /* 线程入口函数参数 */
                                        256,               /* 线程栈大小 */
                                        2,                 /* 线程的优先级 */
                                        10                 /* 线程时间片 */
                                    );
        if(led_thread != RT_NULL)
        {
            rt_thread_startup(led_thread);
        }
    }
    
    int main()
    {
         TaskInit();
    }

     

    用GDlink下载代码,用finsh可查看led线程创建成功。

    poYBAGMtgTKAFwKbAAG6cwoK_Ds388pYYBAGMtgTmAI2XRAACg2Q9DOI4177

    同样地,再创建一个ds18b20的读取任务,ds18b20的温度读取流程:复位->发 SKIP ROM 命令(0XCC)->发开始转换命令(0X44)->延时->复位->发送 SKIP ROM 命令(0XCC)->发读存储器命令(0XBE)->连续读出两个字节数据(即
    温度)->结束。
    贴出部分关键代码

     

    /*
     *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();
        
        macDS18B20_DQ_0;
        /* 主机至少产生480us的低电平复位信号 */
        rt_hw_us_delay(750);
        
        /* 主机在产生复位信号后,需将总线拉高 */
        macDS18B20_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*/
        rt_hw_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( macDS18B20_DQ_IN() && pulse_time<100 )
        {
            pulse_time++;
            rt_hw_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( !macDS18B20_DQ_IN() && pulse_time<240 )
        {
            pulse_time++;
            rt_hw_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 */
        macDS18B20_DQ_0;
        rt_hw_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();
        //rt_hw_us_delay(2);
        
        if( macDS18B20_DQ_IN() == SET )
            dat = 1;
        else
            dat = 0;
        
        /* 这个延时参数请参考时序图 */
        rt_hw_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<>1;        
            /* 写0和写1的时间至少要大于60us */
            if (testb)
            {            
                macDS18B20_DQ_0;
                /* 1us < 这个延时 < 15us */
                rt_hw_us_delay(8);
                
                macDS18B20_DQ_1;
                rt_hw_us_delay(58);
            }        
            else
            {            
                macDS18B20_DQ_0;
                /* 60us < Tx 0 < 120us */
                rt_hw_us_delay(70);
                
                macDS18B20_DQ_1;            
                /* 1us < Trec(恢复时间) < 无穷大*/
                rt_hw_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;     
    }
    poYBAGMtgU-Af6biAACOi0UGt_4109

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