From 53de825c4c4d8325c02341177f62ab84897eb5ee Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: guowenxue <guowenxue@gmail.com>
Date: Sat, 25 Jul 2026 22:09:43 +0800
Subject: [PATCH] update vscode task.json and add stm32flash tools
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ex2.i2c-bitbang/Board/ds18b20.c | 311 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
1 files changed, 311 insertions(+), 0 deletions(-)
diff --git a/ex2.i2c-bitbang/Board/ds18b20.c b/ex2.i2c-bitbang/Board/ds18b20.c
new file mode 100644
index 0000000..55b295f
--- /dev/null
+++ b/ex2.i2c-bitbang/Board/ds18b20.c
@@ -0,0 +1,311 @@
+/**********************************************************************
+ * Copyright: (C)2024 LingYun IoT System Studio
+ * Author: GuoWenxue<guowenxue@gmail.com>
+ *
+ * Description: Temperature sensor DS18B20 driver on ISKBoard
+ *
+ * ChangeLog:
+ * Version Date Author Description
+ * V1.0.0 2024.08.29 GuoWenxue Release initial version
+ *
+ ***********************************************************************/
+
+ #include "miscdev.h"
+
+/* DS18B20 上的数据通信口 DQ 连到了 CPU 的 PA12 引脚上 */
+static gpio_t W1Dat =
+{
+ .name = "1-wire",
+ .group = GPIOA,
+ .pin = GPIO_PIN_12,
+};
+
+/* 下面定义了一些DS18B20通信DQ引脚的操作宏，这里之所以用宏而不是函数是
+ * 减少函数调用的CPU开销。在下面宏中最后面出现的 \ 为断行符，如果不清楚
+ * 的话，可以自行 Deepseek 搜索学习：宏定义 断行符
+ */
+
+/* 这里定义了一个宏，用来初始化DQ引脚：设置为输入模式，并使能内部上拉 */
+#define W1DQ_Input() \
+{ \
+ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; \
+ GPIO_InitStruct.Pin = W1Dat.pin; \
+ GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; \
+ GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; \
+ GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; \
+ HAL_GPIO_Init(W1Dat.group, &GPIO_InitStruct); \
+}
+
+/* 这里定义了一个宏，用来把 DQ 引脚设置为推挽输出模式 */
+#define W1DQ_Output() \
+{ \
+ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; \
+ GPIO_InitStruct.Pin = W1Dat.pin; \
+ GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; \
+ GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; \
+ GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; \
+ HAL_GPIO_Init(W1Dat.group, &GPIO_InitStruct); \
+}
+
+/* 这里定义了一个宏，用来写控制 DQ 引脚时输出高电平还是低电平 */
+#define W1DQ_Write(x) HAL_GPIO_WritePin(W1Dat.group, W1Dat.pin, \
+ (x==1)?GPIO_PIN_SET:GPIO_PIN_RESET)
+
+/* 这里定义了一个宏，用来读 DQ 引脚，当前时高电平还是低电平 */
+#define W1DQ_Read() HAL_GPIO_ReadPin(W1Dat.group, W1Dat.pin)
+
+/* 这里定义了一个枚举，用来定义低电平和高电平 */
+enum {
+ LOW, /* 低电平：LOW=0 */
+ HIGH, /* 高电平: LOW=1 */
+};
+
+/* 单总线上的所有通信都是以初始化序列开始，Master发出初始化信号后等待从设备的应答信号，以确定从设备是否存在并能正常工作。 */
+static int ds18b20_reset(void)
+{
+ int time = 0;
+ int present = 0; /* 设置默认值没有探测到 DS18B20 */
+ static int firstin = 1;
+
+ /* 使能所用 GPIO 口的时钟 */
+ if(firstin)
+ {
+ gpio_clk_enable(W1Dat.group);
+ firstin = 0;
+ }
+
+ /* 设置 DQ 引脚为输出模式 */
+ W1DQ_Output();
+
+ /* 主机(CPU)输出低电平，并保持低电平时间至少 480us，以产生复位脉冲。 */
+ W1DQ_Write(LOW);
+ udelay(480);
+
+ /* 接着主机(CPU)释放总线, 4.7K 的上拉电阻将单总线拉高，延时 15～60 us，并进入接收模式(Rx) */
+ W1DQ_Write(HIGH); // 这里先拉高是确保在模式切换瞬间，总线已经是高电平，避免模式切换瞬间可能出现的不确定状态。
+ udelay(60);
+ W1DQ_Input();
+
+ /* DS18B20芯片在收到主机发送过来的这个复位脉冲后，将会拉低总线 60~240 us，以产生低电平应答脉冲 */
+ while( W1DQ_Read() && time<240) {
+ time++;
+ udelay(1);
+ }
+
+ /* 如果 time<240 则说明上面的while()循环是因为W1DQ_Read()读到了低电平(0) 跳出的，而不是超时
+ * 跳出。这也就意味着CPU在这段期间读到了低电平，探测到DS18B20芯片了。
+ */
+ if( time < 240 )
+ present = 1;
+
+ /* 释放总线并维持至少480us */
+ W1DQ_Output();
+ W1DQ_Write(HIGH);
+ udelay(480-time);
+
+ return present;
+}
+
+/*
+* 写 0 时序：主机输出低电平，延时 60us，然后释放总线，延时 2us；
+* 写 1 时序：主机输出低电平，延时 2us，然后释放总线，延时 60us；
+*/
+void ds18b20_write_byte(uint8_t byte)
+{
+ uint8_t i = 0;
+
+ /* 设置 DS18B20的DQ引脚为输出模式 */
+ W1DQ_Output();
+
+ /* 1个字节包含8个位，DS18B20数据发送是LSB(低位先发送) */
+ for(i=0; i<8; i++) {
+
+ /* DS18B20的写0逻辑是将 DQ 拉低>=60us 后拉高,写1逻辑是拉低<=15us后拉高 */
+
+ /* 这里先将 DS18B20 的 DQ 线线拉低 10us(<15us) */
+ W1DQ_Write(LOW);
+ udelay(10);
+
+ /* 判断当前位是1还是0 */
+ if( byte & 0x1 )
+ W1DQ_Write(HIGH); /* 如果当前位是1，则现在就拉成高电平，这样低电平维持时间 10us */
+ else
+ W1DQ_Write(LOW); /* 如果当前位是0，则继续维持低电平，这样低电平维持时间位 10+下面的60us */
+
+ /* 无论是写0还是写1，DQ的写时序都要大于15+15+30=60us */
+ udelay(60);
+
+ /* 发送0/1数据位完成后，拉高总线并延时 2us */
+ W1DQ_Write(HIGH);
+ udelay(2);
+
+ /* 该字节数据右移1位，即再发下一位数据 */
+ byte >>= 1;
+ }
+}
+
+/* 当总线控制器把数据线从高电平拉到低电平时，读时序开始，数据线必须至少保持1us，然后总线被释放。
+ * DS18B20 通过拉高或拉低总线上来传输”1”或”0”。
+ */
+uint8_t ds18b20_read_byte(void)
+{
+ uint8_t i = 0;
+ uint8_t byte = 0;
+
+ /* 1个字节包含8个位，DS18B20数据发送是LSB(低位先发送)，所以读也是LSB */
+ for(i=0; i<8; i++) {
+ /* 当CPU把数据线DQ拉低至少1us后，读时序开始。*/
+ W1DQ_Output();
+ W1DQ_Write(LOW);
+ udelay(2);
+
+ /* CPU拉高DQ释放总线 */
+ W1DQ_Write(HIGH);
+ udelay(2);
+
+ /* CPU设置DQ为输入模式，等待DS18B20发数据过来，注意此时需要靠上拉电阻将总线拉成高电平 */
+ W1DQ_Input();
+
+ /* DS18B20开始以 LSB (lower bit first) 模式发送数据 */
+ if( W1DQ_Read() ) {
+ byte |= 1<<i; /* 如果接收到该位是高电平，则将相应位设置为1，否则为0 */
+ }
+
+ /* 读时序至少维持15+45=60us */
+ udelay(60);
+
+ /* CPU拉高DQ并释放总线 */
+ W1DQ_Output();
+ W1DQ_Write(HIGH);
+ udelay(2);
+ }
+
+ return byte;
+}
+
+/* 该函数用来给 DS18B20 传感器发送开始采样温度命令 */
+static inline int ds18b20_convert(void)
+{
+ /* 发送复位信号，看DS18B20模块是否在位，如果模块不在或坏了就返回错误值(-1)。 */
+ if( !ds18b20_reset() )
+ return -1;
+
+ /* 这里我们不关心ROM中的16位产品序列号，就发送 Skip ROM 命令跳过SN的读取 */
+ ds18b20_write_byte(0xCC);
+
+ /* 发送 Convert T 命令，通知DS18B20开始温度采样 */
+ ds18b20_write_byte(0x44);
+
+ return 0;
+}
+
+/* 根据DS18B20的 CRC 校验公式(CRC = X^8 + X^5 + X^4 + 1) 来检测收到的数据是否出错 */
+static int ds18b20_checkcrc(uint8_t *data, uint8_t length, uint8_t checksum)
+{
+ uint8_t i, j, byte;
+ uint8_t mix = 0;
+ uint8_t crc = 0;
+
+ for ( i=0; i<length; i++ ) {
+ byte = data[i];
+
+ for( j=0; j<8; j++ ) {
+ mix = ( crc ^ byte ) & 0x01;
+ crc >>= 1;
+ if ( mix )
+ crc ^= 0x8C; //POLYNOMIAL;
+ byte >>= 1;
+ }
+ }
+
+ return crc==checksum ? 1 : 0;
+}
+
+/* 读取 DS18B20 的采样温度值 */
+static inline int ds18b20_read(uint8_t *out, int bytes)
+{
+ uint8_t buf[9];
+ uint8_t i = 0;
+
+ /* CPU给DS18B02发送复位信号并探测芯片是否存在 */
+ if( !ds18b20_reset() )
+ return -1;
+
+ /* 这里我们不关心ROM中的16位产品序列号，就发送 Skip ROM 命令跳过SN的读取 */
+ ds18b20_write_byte(0xCC);
+
+ /* 发送 Read Scratchpad 命令开始读取DS18B20的采样温度值 */
+ ds18b20_write_byte(0xBE);
+
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第1个字节是温度值的低字节(LSB) */
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第2个字节是温度值的高字节(MSB) */
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第3个字节不关心 */
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第4个字节不关心 */
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第5个字节是用户配置寄存器，也不关系 */
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第6个字节保留(0xFF) */
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第7个字节保留 */
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第8个字节保留(0x10) */
+ buf[i++] = ds18b20_read_byte(); /* 第9个字节是CRC校验和 */
+
+ /* 将读取到的前8个字节数据按照CRC公司计算校验和，与第9个字节做对比看是否匹配 */
+ if( !ds18b20_checkcrc(buf, 8, buf[8]) ) {
+ return -2; /* CRC校验失败就返回错误值 */
+ }
+
+ /* CRC校验通过就输出读到的2字节温度采样原始数据 */
+ out[0]=buf[0];
+ out[1]=buf[1];
+
+ return 0;
+}
+
+int ds18b20_sample(float *temperature)
+{
+ uint8_t byte[2];
+ uint8_t sign;
+ uint16_t temp;
+ static uint8_t firstin = 1;
+
+ if( !temperature )
+ return -1;
+
+ /* 发送开始采样的命令 */
+ if( ds18b20_convert()<0 )
+ return -2;
+
+ /* 芯片datasheet说明第一次启动采样最大需要750ms完成，否则将会在100ms内完成采样 */
+ if( firstin ) {
+ mdelay(750);
+ firstin = 0;
+ }
+ else {
+ mdelay(100);
+ }
+
+ /* 开始从DS18B20传感器读取2字节的原始数据 */
+ if( ds18b20_read(byte, 2)<0 )
+ return -3;
+
+ /* 采样温度值两个字节，共16位。其中byte[0]为低字节、byte[1]为高字节：
+ * LSB: Bits[0:3]为小数位 2^(-4) ~ 2^(-1) Bits[4:7]为整数位:2^0~2^3
+ * MSB: Bits[0:2]为为整数位:2^4~2^6 Bits[3:7]为符号位: 全1表示温度为负值
+ */
+
+ /* 高字节的低3位为温度整数值，高8位为符号位。*/
+ if( byte[1]> 0x7 ) { /* 如果>7(低三位最大为111=7)，说明为负值 */
+ temp = ~(byte[1]<<8|byte[0]) + 1;
+ sign=0;
+ }
+ else {
+ temp = byte[1]<<8 | byte[0];
+ sign=1;
+ }
+
+ /* DS18b20默认工作精度为12位，高8位是整数部分，低4位为小数部分。小数部分刻度为0.0625(1/16) */
+ *temperature = (temp>>4) + (temp&0xF)*0.0625 ;
+ if( !sign ) {
+ *temperature = -*temperature;
+ }
+
+ return 0;
+}
--
Gitblit v1.10.0