main.c

avr当中的一个简单的温度测试程序和学习avr中的一些笔记

/***********************************************
****      AVR  DSDS18B20寄生电源范例           ***
**** MCU: ATmega16                           ***
**** 作者：  maweili                        ***
**** 编译器：WINAVR                   ***
****                                         ***
****  	2008.11.27           ***
***********************************************/

#include <avr/io.h>        
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>   //中断函数头文件

//××××××××××××引脚宏定义×××××××××××××
//DS18B20定义
#define SET_DQ (PORTA) |= (1 << (PA2))      // DS18B20 高电平
#define CLR_DQ (PORTA) &=~(1 << (PA2))      // DS18B20 低电平
#define DQ_IN  (PINA) & (1<<(PA2))            // DS18B20信号输入

#define SET_OUT (DDRA)|= (1<<(PA2))         //PA2定义成输出
#define SET_IN  (DDRA)&=~(1<<(PA2))         //PA2定义成输入



//常量声明
#define BAUD 9600
//ROM操作指令码
#define DS18B20_SKIP_ROM 0xCC      //跳过ROM指令码
#define DS18B20_SEARCH_ROM 0xF0      //搜索ROM指令码
#define DS18B20_READ_ROM 0x33      //读ROM指令码
#define DS18B20_MATCH_ROM 0x55      //匹配ROM指令码
#define DS18B20_ALARM_ROM 0xEC      //报警搜索ROM指令码
//RAM操作指令码
#define DS18B20_CONVERT_RAM 0x44         //启动温度转换指令码
#define DS18B20_READ_RAM 0xBE            //读RAM指令码    
#define DS18B20_WRITE_RAM 0x4E          //写RAM指令码     
#define DS18B20_COPY_RAM 0x48           //把RAM的TH、TL、CFG中的内容复制到EEPROM指令码
#define DS18B20_RECALL_EEPROM 0xB8      //把EEPROM的TH、TL、CFG中的内容恢复到RAM指令码


//全局变量声明
unsigned char Temp_H,Temp_L,OK_Flag,ThrH,ThrL,CFG;    
                               //温度高位，低位，复位成功标志,报警上下限值，配置寄存器值
unsigned char ReadRAM_Buff[9],WriteRAM_Buff[3]; //读RAM的9个字节，写RAM的温度上下
                                              //限报警值和配置寄存器


//函数声明
void Delayus(unsigned int lus);         //us延时函数
void Delayms(unsigned int lms);        //ms延时函数
void Port_DS18B20(void);              //DSDS18B20端口配置
void Port_Init(void);   //端口初始化配置
void Usart_Init(void);  //USART寄存器设置
void Usart_PutChar(unsigned char cTXData);  //字节发送函数
void Usart_PutString(unsigned char *pcString); //字符串发送函数

unsigned char DS18B20_Init(void);   //DSDS18B20初始化
unsigned char Read_DS18B20(void);        //读DS18B20
void Write_DS18B20(unsigned char dat);   //写DS18B20

void DS18B20_StartConvert(void);   //启动温度转换
void DS18B20_GetConvert(void);   //获得温度转换结果
void DS18B20_ReadRAM(void);        // 读取RAM内容
void DS18B20_WriteRAM(void);       //写温度上下限和配置寄存器到RAM
void DS18B20_CopyEEPROM(void);     //复制RAM中的温度上下线和配置寄存器到EEPROM
void DS18B20_RecallRAM(void);       //把EEPROM中的温度上下线和配置寄存器恢复到RAM

int main(void)            
{
	unsigned char i;
	unsigned int tempint,tempint1,tempint2,tempint3,tempint4;
	                   //分别存储温度整数值，整数值的千，百，十，个位
	unsigned int temppoint,temppoint1,temppoint2,temppoint3,temppoint4;  
	                    //分别存储温度小数值，小数值的千，百，十，个位
	
	Port_Init();    //端口初始化
	Usart_Init();   //串口初始化
	Port_DS18B20();   //DSDS18B20端口初始化
	
	tempint = 0;   //变量初始化
	temppoint=0;
	Temp_H = 0;
	Temp_L = 0;
	OK_Flag = 0;
	
	Usart_PutString("DS18B20 温度测量实验");
	Usart_PutChar(0x0D);
	Usart_PutChar(0x0A);  //结尾发送回车换行
	
	/*
	//这段被屏蔽的程序演示了1、读出RAM内容，读出的内容发送到计算机2、写温度上下限报警值和
	//配置寄存器的值到RAM 3、将这3个值保存到EEPROM中，4、将EEPROM中的值恢复到RAM，5、再
	//从RAM中读取全部9个字节，并发送到计算机。可以通过串口观察两次读到的值，由于发送的是
	//16进制，所以在串口助手上要选择“HEX”显示（即16进制显示），才能进行观察
	DS18B20_ReadRAM();        // 读取RAM内容
	for(i = 0;i < 9;i++)  
	{			
		Usart_PutChar(ReadRAM_Buff[i]);		
	}
	
	ThrH = 0x50;
	ThrL = 0x10;
	CFG = 0x7f;
	
	DS18B20_WriteRAM();       //写温度上下限和配置寄存器到RAM
	
	DS18B20_CopyEEPROM();     //复制RAM中的温度上下线和配置寄存器到EEPROM
	
	DS18B20_RecallRAM();       //把EEPROM中的温度上下线和配置寄存器恢复到RAM

	DS18B20_ReadRAM();        // 读取RAM内容
	for(i = 0;i < 9;i++)  
	{			
		Usart_PutChar(ReadRAM_Buff[i]);		
	}
	
	for(i=0;i<200;i++)      //延时4S，再进行温度转换
	{
		Delayms(200);
	}
	*/
	sei();          //使能全局中断  
	
	while(1)
	{			
		DS18B20_StartConvert();   //启动温度转换
		DS18B20_GetConvert();   //获得温度转换结果
			
		if(Temp_H & 0x08)   //判断温度的正负
		{			
			Temp_H = ~Temp_H;  //负温度。取反加1
			Temp_L = ~Temp_L;  //
		
			SREG |= ~(1 << SREG_C);  //清零进位位标志
			Temp_L++;                  //温度低字节加1
			if(SREG & (1 << SREG_C))  //有进位吗？
			{
				Temp_H++;           //有进位，则温度高字节加1
			}
		
		}	
			
		tempint = ((Temp_H << 4) & 0x70) | (Temp_L >> 4);	    //获得温度的整数位	
		
		tempint1 = tempint / 1000;           //千位 
		tempint2 = tempint % 1000 / 100;     //百位
		tempint3 = tempint % 100 / 10;        //十位
		tempint4 = tempint % 10;              //个位
		
		temppoint = Temp_L & 0x0f;    //取出温度的小数位
		temppoint = (temppoint * 625);  //小数位乘以0.625得出温度的小数位值，在此扩大1000
		                                  //倍，得出温度的4位小数位，显示的时候加小数点
			
		temppoint1 = temppoint / 1000;           //千位 
		temppoint2 = temppoint % 1000 / 100;     //百位
		temppoint3 = temppoint % 100 / 10;        //十位
		temppoint4 = temppoint % 10;              //个位
		
		Usart_PutString("当前环境温度为：");   //发送温度值到上位机
		
		if(!(tempint1))            //高位为零，则不显示
		{
			Usart_PutChar(' ');
			if(!(tempint2))
			{
				Usart_PutChar(' ');
			}
			else
			{
				Usart_PutChar(tempint2 + 0x30);
			}
			if(!(tempint3))
			{
				Usart_PutChar(' ');				
			}
			else 
			{
				Usart_PutChar(tempint3 + 0x30);
			}			
		}
		else
		{
			Usart_PutChar(tempint1 + 0x30);
			Usart_PutChar(tempint2 + 0x30);
			Usart_PutChar(tempint3 + 0x30);
		}
		Usart_PutChar(tempint4 + 0x30);
		Usart_PutChar('.');                 //显示小数点
		
		Usart_PutChar(temppoint1 + 0x30);    //显示小数位
		Usart_PutChar(temppoint2 + 0x30);
		Usart_PutChar(temppoint3 + 0x30);
		Usart_PutChar(temppoint4 + 0x30);
	
		Usart_PutChar(' ');           //不显示，空一格
		Usart_PutChar('o');           //显示温度的符号。由于实在找不到温度那个再上面的小o,
		Usart_PutChar('C');          //只好用普通的小写o来代替了。
		Usart_PutChar(0x0D);
		Usart_PutChar(0x0A);  //结尾发送回车换行	
        
		for(i=0;i<200;i++)      //延时4S，再进行温度转换
		{
			Delayms(20);
		}
	}
}

//端口状态初始化设置函数
void Port_Init()
{
	PORTD = 0X00;          //USART的发送接收端口分别为PD0和PD1
	DDRD |= (1 << PD1);   //PD0为接收端口，置为输入口；PD1为发送端口，置为输出口

	PORTB = 0x00;
	DDRB = 0xff;	
}

void Port_DS18B20()
{
	DDRA &= ~(1 << PA2);   // 输入模式(上电时为高电平)
    PORTA &= ~(1 << PA2);  // 输出锁存器写0，以后不再更改
}

//USART寄存器配置函数
void Usart_Init()
{
	UCSRA = 0X00;	
	UCSRC |= (1<<URSEL) | (1 << UCSZ1) | (1 << UCSZ0);  //异步，数据格式8，N，1
	     //UCSRC寄存器与UBRRH寄存器共用相同的I/O地址,写 UCSRC 时， URSEL 应设置为 1。
	UBRRL = (F_CPU / BAUD / 16 - 1) % 256;    //波特率设置
	UBRRH = (F_CPU / BAUD / 16 - 1) / 256;		
	UCSRB |= (1 << RXCIE) | (1 << RXEN) | (1 << TXEN);    //发送使能
	
}

//字节发送函数
void Usart_PutChar(unsigned char cTXData)
{
	while( !(UCSRA & (1 << UDRE)) );  //只有数据寄存器为空时才能发送数据
	UDR = cTXData;	                 //发送数据送USART I/O数据寄存器－UDR
}

//接收中断函数
ISR(USART_RXC_vect )
{
	unsigned char Rev;
	Rev = UDR;              //从USART I/O数据寄存器－UDR中读出数据
	Usart_PutChar(Rev);    //将接收到的数据发送
}


void Usart_PutString(unsigned char *pcString)
{
	while (*pcString)
	{
		Usart_PutChar(*pcString++);
	}	
}

//DS18B20初始化
unsigned char DS18B20_Init()
{	
	SET_OUT;   //PA2设置为输出口（相当于拉低数据线上的电平）	
	
	Delayus(490);  //延时大于480us
	
	SET_IN;     //输入 释放数据线（相当于拉高数据线上的电平）
	
	Delayus(68);	//延时大于60US，
		
	//while(DQ_IN);	    //可以用两个while()死循环来判断复位是否成功，当数据线被拉低，说明
	//while(!(DQ_IN));	 //DS18B20开始复位应答，当数据线变高，说明应答完毕
	
	if(DQ_IN)   //判断DSDS18B20是否拉低数据线
	{
		OK_Flag = 0;		//	数据线是高？复位失败
	}
	else
	{
		OK_Flag = 1;	//	数据线是低？复位成功
	}
	Delayus(422);	//有复位应答信号后，应当再延时一段时间（480-68），以等待应答完毕
	
	return OK_Flag;    //返回复位标志
}

//从DSDS18B20读取一个字节数据
unsigned char Read_DS18B20()
{
	unsigned char i;   
	unsigned char dat = 0;   // dat用于存储读到的数据，先清零	
	
	for(i = 0;i < 8;i++)   //共读8位数据，构成一个字节
	{		
		SET_OUT;    //定义为输出（拉低数据线）
		
		Delayus(2);   //拉低2微秒		
		
		SET_IN;        //定义成输入，读入数据（同时也相当于拉高数据线）
			
		Delayus(4);        //延时
		dat = dat >> 1;	       //数据右移，读顺序：先低后高
		if(DQ_IN)       //读数据，
		{			
			dat |= 0x80;   //如果是高，置1，右移数据
		}
		Delayus(62);		 //延时大于60us
	}	
	return dat;     //返回读到的1字节数据
}

//向DSDS18B20写1字节数据
void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{
	unsigned char i;	
	
	for(i = 0;i < 8;i++)  //写8次，一次写1位，先写低字节
	{
		SET_OUT;         //拉低数据线2us，开始写数据
		Delayus(2);      //
		
		if(dat & 0x01)   //写数据
		{
			SET_IN;    //写1			
		}
		else
		{
			SET_OUT;   //写0			
		}
		dat >>= 1;      //数据右移1位，先写低位
		Delayus(62);       //延时大于60us	
			
		SET_IN;          //拉高数据线
		Delayus(2);   //写两位数据的时间间隔		
	}	
}

//us级别的延时函数
void Delayus(unsigned int lus)
{
	while(lus--)
	{
		_delay_loop_2(3);      //_delay_loop_2(1)是延时4个时钟周期，参数为3则延时12
		           //个时钟周期，本实验用12M晶体，则12个时钟周期为12/12=1us
    }
}

//ms级别的延时函数
void Delayms(unsigned int lms)
{
	while(lms--)
	{
		Delayus(1000);        //延时1ms
    }
}

//启动温度转换
void DS18B20_StartConvert(void)   
{
	unsigned char i;
	
	DS18B20_Init();     //初始化DS18B20
		
	Write_DS18B20(DS18B20_SKIP_ROM);  //发送ROM指令，跳过ROM匹配
		
	Write_DS18B20(DS18B20_CONVERT_RAM);  //	发送温度转换命令	
		
	for(i=0;i<50;i++)      //延时1S，等转换完成
	{
		Delayms(20);
	}		
}

//获得温度转换结果
void DS18B20_GetConvert(void)
{
	DS18B20_Init();    //初始化DSDS18B20
		
	Write_DS18B20(DS18B20_SKIP_ROM);  //发送ROM指令，跳过ROM匹配
		
	Write_DS18B20(DS18B20_READ_RAM);  //发送读取暂存器指令
		
	Temp_L = Read_DS18B20(); //获得温度的低位
	
	Temp_H = Read_DS18B20(); //获得温度的高位
}   

 // 读取RAM内容
void DS18B20_ReadRAM(void)       
{
	unsigned char i;
	
	DS18B20_Init();     //初始化DSDS18B20
	
	Write_DS18B20(DS18B20_SKIP_ROM);  //发送ROM指令，跳过ROM匹配		
		
	Write_DS18B20(DS18B20_READ_RAM);  //发送读取暂存器指令
	
	for(i = 0;i < 9;i++)
	{
		ReadRAM_Buff[i] = Read_DS18B20();
	}	
}

//写温度上下限和配置寄存器到RAM
void DS18B20_WriteRAM(void)       
{
	DS18B20_Init();     //初始化DSDS18B20
		
	Write_DS18B20(DS18B20_SKIP_ROM);  //发送ROM指令，跳过ROM匹配
	
	Write_DS18B20(DS18B20_WRITE_RAM);  //	发送写RAM命令	
		
	Write_DS18B20(ThrH);        //写温度报警上限值
	Write_DS18B20(ThrL);        //写温度报警下限值
	Write_DS18B20(CFG);         //写配置寄存器
}

//复制RAM中的温度上下线和配置寄存器到EEPROM
void DS18B20_CopyEEPROM(void)     
{
	DS18B20_Init();     //初始化DSDS18B20
		
	Write_DS18B20(DS18B20_SKIP_ROM);  //发送ROM指令，跳过ROM匹配
	
	Write_DS18B20(DS18B20_COPY_RAM);  //	发送复制命令	
		
	Delayms(20);   //  等待复制完成	
}

//把EEPROM中的温度上下线和配置寄存器恢复到RAM
void DS18B20_RecallRAM(void)      
{
	DS18B20_Init();     //初始化DSDS18B20
	
	Write_DS18B20(DS18B20_SKIP_ROM);  //发送ROM指令，跳过ROM匹配
		
	Write_DS18B20(DS18B20_RECALL_EEPROM);  //	发送温度转换命令	
	
	Delayms(20);	
}