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鑫阳张, 08/07/2026 06:45 AM

DS18B20 多传感器温度采集与显示系统

基于 STM32F407 的多路 DS18B20 温度采集系统，支持自定义串口通信协议和 OLED 实时显示。

项目简介

本系统实现了以下核心功能：

自动检测并分配最多 8 个 DS18B20 传感器逻辑地址
基于 CRC16-Modbus 的自定义串口通信协议
支持串口命令查询指定传感器温度
SSD1306 OLED 屏幕实时显示所有传感器温度及最近查询结果

硬件连接

外设	引脚	说明
DS18B20	PE6	数据线（需外部 4.7kΩ 上拉电阻）
OLED (I2C)	PB10 (SCL), PB11 (SDA)	7-bit 地址 0x3C
USART1	PA9 (TX), PA10 (RX)	波特率 115200
TIM3	内部	用于微秒级延时

软件架构

├── Core/
│   ├── Inc/                      # 头文件目录
│   │   ├── CommProtocol.h        # 通信协议定义
│   │   ├── display_task.h        # 显示任务接口
│   │   ├── DS18B20.h             # DS18B20 驱动
│   │   ├── fonts.h               # 字体定义
│   │   ├── ProtocolTranslation.h # 应用调度
│   │   ├── ring_buffer.h         # 环形缓冲区
│   │   └── ssd1306.h             # OLED 驱动
│   └── Src/                      # 源文件目录
│       ├── main.c                # 主程序
│       ├── CommProtocol.c        # 协议实现（CRC、自动编号、帧解析）
│       ├── display_task.c        # 显示任务（I2C初始化、OLED刷新）
│       ├── DS18B20.c             # DS18B20 时序驱动
│       ├── fonts.c               # 字模数据
│       ├── ProtocolTranslation.c # 应用调度
│       ├── ring_buffer.c         # 环形缓冲区实现
│       └── ssd1306.c             # OLED 驱动实现
└── Drivers/                      # HAL 驱动（STM32Cube 生成）

串口通信协议

帧格式

字段	长度	说明
SOF	1	帧头固定 `0xAA`
地址	1	逻辑地址 1~8
功能码	1	`0x01` 上报温度，`0x02` 查询温度
数据长度	1	数据字节数（查询时为 0）
数据	N	温度数据（2 字节，单位 0.01℃）
CRC16	2	Modbus CRC16（低字节在前）
EOF	1	帧尾固定 `0x55`

查询命令示例

查询逻辑地址 0x01 的温度：

AA 01 02 00 [CRC_L] [CRC_H] 55

响应帧示例

地址 0x01 温度 25.50℃（0x09F6）：

AA 01 01 02 09 F6 [CRC_L] [CRC_H] 55

OLED 显示内容

行	内容
1	命令格式提示 `Q:AA ad 02 00 CRCL`
2~6	传感器地址和温度（每行 2 个，如 `1:25.5 2:26.1`）
6	最近查询结果（如 `Last Q:1->25.5C`）

使用方法

硬件准备
- 连接 DS18B20 到 PE6，确保 4.7kΩ 上拉电阻
- 连接 OLED 到 PB10/PB11
- 连接 USART1 到串口调试工具
编译与烧录
- 使用 STM32CubeIDE 打开项目
- 编译并烧录到 STM32F407 开发板
串口通信
- 串口参数：115200-8-N-1
- 发送查询帧（HEX 模式），如 AA 01 02 00 5E 4C 55（CRC 需计算）
- 系统会返回对应传感器的温度数据
OLED 显示
- 上电后自动检测传感器并显示
- 每秒刷新一次温度数据
- 收到查询命令后，最后一行显示最近查询结果

关键代码说明

自动地址分配

系统启动时自动搜索所有连接的 DS18B20 传感器，并分配逻辑地址 1~8：

void Protocol_Assign_Addresses(void) {
    ds18b20_search_rom();
    Device_Count = DS18B20_SensorNum;
    for (uint8_t i = 0; i < Device_Count; i++) {
        Logic_Addr_Map[i + 1] = i;
    }
}

CRC16-Modbus 校验

所有通信帧均包含 Modbus CRC16 校验，确保数据传输可靠性：

static uint16_t crc16_modbus(uint8_t *buf, uint16_t len);

环形缓冲区

串口接收使用环形缓冲区，中断服务程序安全写入，主循环处理：

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    RingBuffer_Put(&rx_ring, rx_byte);
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &rx_byte, 1);
}

注意事项

DS18B20 上拉电阻：必须外接 4.7kΩ 上拉电阻到 3.3V，否则无法正常工作
CRC 计算：发送查询命令时需正确计算 CRC16-Modbus，否则帧会被丢弃
OLED I2C 地址：默认 0x3C（7-bit），如需更改请修改 ssd1306_defines.h
传感器数量：最多支持 8 个 DS18B20 传感器

项目文件树

.
├── .cproject
├── .project
├── .settings/
├── Core/
│   ├── Inc/                    # 头文件（11 个）
│   └── Src/                    # 源文件（12 个）
├── Drivers/                    # STM32 HAL 驱动
└── .mxproject

许可证

本项目仅供学习和参考使用。

创建日期：2026-08-03

(7-7/9)

Project

General

Profile

internal