В данной статье рассмотрен пример работы в случае присутствия на линии одного датчика DS18b20, также здесь приводится текст стандартных функций для работы с протоколом 1-wire.
Наша цель — получить температуры с минимальными телодвижениями, поэтому читаем даташит и обращаем внимание лишь на существенные моменты. Первый из которых — организация питания. В данном случае я не испытывал проблем с подачей питания, поэтому будем использовать стандартную схему питания:
Линия данных должна быть обязательна подтянута к питанию через резистор (в даташите рекомендуют 4.7 кОм). Курим даташит дальше — смотрим на организацию памяти:
Всего 9 байт памяти: младший байт значения температуры старший байт значения температуры триггер срабатывания по максимуму триггер срабатывания по минимуму конфигурационный регистр внутренние нужды внутренние нужды внутренние нужды CRC
Из это кучи нас интересуют 0, 1 и 4 байт (и то 4 постольку поскольку).
4 байт — конфигурационный регистр:
В нем мы можем перезаписывать только 6 и 5 биты отвечающие за разрешение измерений. По дефолту датчик измеряет с 12 битным разрешением, что соответствует точности 0.0625 градуса. Возможны также следующие варианты: 9 бит — 0.5 градуса 10 бит — 0.25 градуса 11 бит — 0.125 градуса
Ниже представлена таблица значений битов и значений получаемого разрешения:
Рекомендую также обратить внимание на время преобразования температуры (такое время придется ждать, после подачи команды конвертации) если вы не хотите ловить левые косяки.
Посмотрим, что собой представляет непосредственно значение температуры в первых двух байтах:
В младшем байте 4 младших бита отвечают за дробную часть, целое значение берется из старших бит младшего и трех младших бит старшего байта. Биты S отвечают за знак значения (Обратите внимание, что для конвертации отрицательных значений температуры, нужно применять другие правила конвертации двоичного кода в десятичный) — если биты S = 1 — температура отрицательна, ну и соответственно наоборот.
Рассмотрим базовые процедуры для работы с one-wire, любая система команд по протоколу начинается с инициализации:
Для успешной процедуры, микроконтроллер должен провалить линию минимум на 480 мкс, затем отпустить и посмотреть провалит ли ее вслед за ним наш датчик, если провал есть — все нормально датчик присутствует. Напишем под это дело свою функцию, не забывая что в данном случае мы оперируем лишь состояниями порта (вход/выход) а не значениями.
предварительно объявим такое дело:
#define STATE TRISB4 #define PIN RB4
static bit INIT(void){ static bit b; STATE = 1; STATE = 0; //Проваливаем линию __delay_us(500); //Ждем 500 мкс STATE = 1; //Переключаемся на вход __delay_us(65); //Ждем 65 мкс b = PIN; //Смотрим чего там на линии __delay_us(450); //Дожидаемся до положенного временного интервала return b; //Возвращаем 0 или 1 }
Функция возвращает 0 если устройство присутствует на шине и 1 если устройства не обнаружено. Дальше нам надо сварганить функцию для записи в микросхему:
Чтобы передать устройству 0, нужно опустить линию минимум на 60 мкс, для передачи 0 — проваливаем шину минимум на 1 мкс, а затем отпускаем и выдерживаем нужное время. Учитываем то, что биты должны передаваться младшим вперед:
void TX(unsigned char cmd){
unsigned char temp = 0; unsigned char i = 0; temp = cmd; for (i=0;i<8;i++) { if (temp&0x01) { STATE = 0; //передаем 1 __delay_us(5); STATE = 1; __delay_us(70); } else { //передаем 0 STATE = 0; __delay_us(70); STATE = 1; __delay_us(5); } temp >>= 1; } }
Теперь по чтению:
Для успешного чтения микроконтроллер сначала должен опустить шину хотя бы на секунду, а дальше переключиться обратно на вход и смотреть чего там происходит. Чтобы снять корректное значение нужно выждать по крайней мере 15 мкс от начала (чтобы не попасть на значение во время перезарядки емкостей).
unsigned char RX() {
unsigned char d = 0; unsigned char i = 0; for (i=0;i<8;i++){ STATE = 0; //прижимаем линию __delay_us(6); STATE = 1; __delay_us(10); //дожидаемся больше чем 15 мкс d>>=1; //освобождаем место под новый бит if (PIN == 1) d |= 0x80; //если 1 то записываем 1 __delay_us(60); //ждем до положенного времени } return d; }
Этих трех функций достаточно для работы с протоколом 1-wire. Для того чтобы снять показания температуры нам нужно выполнить ряд команд (для случая одного датчика на шине): инициализация 0xCC — пропускаем идентификацию 0х44 — запуск конвертации температуры ждем необходимое время(750 мс для 12 битного разрешения) повторная инициализация 0xCC — пропускаем идентификацию 0хBE — читаем регистры
Я создал для выполнения данной последовательности отдельную процедуру, включающую в себя конвертацию двоичного значения температуры в десятичное.
temp_drob = temp1 & 0b00001111; //Записываем дробную часть в отдельную переменную temp_drob = ((temp_drob*6)+2)/10; //Переводим в нужное дробное число temp1 >>= 4; sign = temp2 & 0x80; //определяем знак температуры temp2 <<= 4; temp2 &= 0b01110000; temp2 |= temp1; //помещаем все в одну переменную
if (sign) { //если минус temperature = 127-temp2; //глобальная переменная temp_drob = 10 - temp_drob; //глобальная переменная } else temperature = temp2; }
Чтобы проверить работоспособность я собрал схему на макетке и вывел информацию через уарт:
static bit INIT(void){ static bit b; STATE = 1; NOP(); STATE = 0; //Проваливаем линию PIN=0; //###### Чтобы провалить линию нужно записать 0 в порт, а то не всегда инициализация проходила __delay_us(500); //Ждем 500 мкс STATE = 1; //Переключаемся на вход __delay_us(65); //Ждем 65 мкс b = PIN; //Смотрим чего там на линии __delay_us(450); //Дожидаемся до положенного временного интервала return b; //Возвращаем 0 или 1 }
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
