STM32串口实现1-wire（一）

STM32串口实现1-wire（一）

接线

只需要将STM32的串口的TX线和18B20的DQ相连接，通过4.7K上拉电阻让TX线拉到3.3V即可（PS：就不贴图了）。

实现原理分析

STM32支持单线半双工通信，看手册大概是说内部TX和RX相连接。也就是发出去的数据能够直接收到。在TX线上没有连接任何设备时发生什么就能接收到什么。

串口TTL起始位为低电平，空闲位高电平，这个和1-wire一样。

串口1btye数据包括1bit起始位（低电平）、8个数据位、1停止位（高电平）。可以通过串口1byte模拟出1-wire的1bit。

1-wire协议写信令，整个写需要60-120us，设备（18B20）在15-60us进行采样。如果将串口的波特率设置成115200，每个bit时间为1000000/115200=8.6us，串口1btye有9位数据组合成t=8.6*9=78us，刚好在1-wire协议范围内，并且采样时间在15-60us，8.6us（串口起始信号）还没有开始采样，通过控制串口发送的数据可以完成写0或者写1。如果串口发生0x00数据，就是1-wire写0信令，如果串口发生0xFF数据，就是1-wire写1信令。

1-wire协议读信令，串口发送0xFF，如果串口收到还是0xFF（单线半双工模式，TX和RX内部连接），那么就是读取1，或者就是读到0。

1-wire协议复位信令，由于复位的时序要求比较长，115200的波特率无法满足，复位时需要先将波特率设置成9600，复位完成后改成115200。发送0xF0进行复位（串口发生低位在前，发生5个连续的0），复位时长位1000000/9600 * 5us = 520us。如果收到0xF0说明设备没有应答，其他说明设备应答了。

代码实现

初始化代码

/*
*配置串口2
*/
void DS18B20_init()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART2, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2 , ENABLE);
//USART2_TX   PA.2
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//USART 初始化设置

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;//默认设置成115200
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);

// USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断

USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口
USART_HalfDuplexCmd(USART2, ENABLE);
}

只配置了TX管脚，使能单线半双工模式（USART_HalfDuplexCmd函数）

复位操作

/*
*复位18B20，
*返回0：找到设备，设备响应。
*返回1：没有找到设备，设置无响应
*/

int DS18B20_Reset()//复位18B20
{
unsigned char status ;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;//一般设置为9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
USART_Cmd(USART2, ENABLE);

USART_SendData(USART2,0xF0);   //发送0xF0 低电平时长位 1/9600 * 1000 * 1000 * 5 us = 520us
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET) //等待传输完成
{

}
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_RXNE) == RESET) //等待发送完成
{
}
while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_RXNE) != RESET)//等待收到数据，TX和RX内部连接，肯定能收到数据
{
status = USART_ReceiveData(USART2);
USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_RXNE);
}
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;//将波特率改为115200
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
if(status == 0xF0)
return 1;
else
return 0;
}

写1Byte操作

void DS18B20_WriteBit(unsigned char bit)
{
if(bit)
USART_SendData(USART2,0xFF);
else
USART_SendData(USART2,0x00);
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET) //等待传输完成
{
}
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_RXNE) == RESET) //等待收到数据
{
}
USART_ReceiveData(USART2);
USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_RXNE);
}

void DS18B20_WriteByte(unsigned char byte)
{
int i;
for(i = 0 ; i < 8 ; i++)//8字节的数据组合成1字节 1-wire数据
{
DS18B20_WriteBit((byte>>i) &0x01);
}
}

读1Byte操作

char DS18B20_ReadBit()//读取一位数据
{
unsigned char status;
USART_SendData(USART2,0xFF);
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET) //等待传输完成
{
}
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_RXNE) == RESET) //等待传输完成
{
}

status = USART_ReceiveData(USART2);
USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_RXNE);
if(status == 0xFF)
status = 1;
else
status = 0;
return status;
}

char DS18B20_ReadByte()
{
unsigned char status = 0;
int i;
for(i = 0 ; i < 8 ; i++)
{
status |= (DS18B20_ReadBit() << i);
}
return status;
}

18B20启动转换

void DS18B20_Start()
{
int i = 0xFFFF;
DS18B20_reset();
DS18B20_WriteByte(0xCC);//跳过网络地址
DS18B20_WriteByte(0x44);//启动转换
while(i--);//等待转换完成
}

读取18B20温度值

float DS18B20_GetTemp()
{
unsigned char TL,TH ,t;
short tem;
float temp;
DS18B20_Start();
DS18B20_reset();
DS18B20_WriteByte(0xCC);//跳过网络地址
DS18B20_WriteByte(0xBE);//读取温度值
TL=DS18B20_ReadByte(); // LSB
TH=DS18B20_ReadByte(); // MSB

if(TH>7)
{
TH=~TH;
TL=~TL;
t=0;//温度为负
}else
t=1;//温度为正

tem=TH; //获得高八位
tem<<=8;
tem+=TL;//获得底八位
temp = (float)tem*0.0625;
if(t)return temp; //返回温度值
else return -temp;
}

问题

在读取数据由于串口发送的是0xFF，将1-wire总线拉高，如果1-wire设备输出0时，此时会强制将1-wire总线拉低，即是TX线输出高电平，1-wire设备输出低电平，有可能将TX管脚烧掉（类似直接把TX线接到地上了），下一篇改进问题。