ds18b20.c

AVR典型实例.rar

#ifndef _DS18B20_C_ 
#define _DS18B20_C_

#define F_CPU 4000000UL
 
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>

#define BOOL unsigned char
#define INT8U unsigned char
#define INT16U unsigned int
#define FAIL 0
#define SUCC 1
#define uchar8 unsigned char

const uchar8 LedNum[] ={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

/* 我的一线温度芯片DS18B20被连接到AVR微控制器ATmega16 
* -16PI(PDIP40)的PD3(INT1)引脚，但是我只是用了PD3功能而 
* 没有使用中断INT1功能。DS18B20(TO-92)的连接如下： 
* +-------------+-------------------------------------+ 
* | Pin-1(GND) | GND(ground) | 
* +-------------+-------------------------------------| 
* | Pin-2(DQ) | 通过240欧姆的电阻连接到ATmega8的 | 
* | | PD3引脚，同时用一个3K的电阻上拉到 | 
* | | VCC(5V)。 | 
* +-------------+-------------------------------------+ 
* | Pin-3(VD) | GND(ground) | 
* +-------------+-------------------------------------+ 
* 说明：很显然，我采用的是"总线窃电"模式，这是DS-18B20数据手册认可的工作模式之一。串联240欧姆电阻的用意 
* 是为了防止有缺陷的用户程序损坏DS18B20的可能性。例如， 
* 如果用户没有正确地用OC(集电极开路)或OD(漏极开路)结构去 
* 驱动DS18B20，而是错误地选择了推挽式结构，则DS18B20会立 
* 即或在"被虐待"一段时间后"死翘翘"(^_^)。当然，240欧姆的 
* 取值未必是最恰当的，设计者可自己去优化。这需要设计者仔细 
* 阅读数据手册。 
* 
* 此外，我采用了DS18B20的默认精度(12位)，并未修改，我 
* 也没有使用它的其它功能。简而言之，这只是一个简单的读取温度 
* 的实例。用户可以自己去改进，自己去研究数据手册(我并未完全 
* 看，只看了想看的一点点 ^_^ )。但是我可以肯定一点，这个程 
* 序我是实践过的!并且成功地读取了温度值! 
* 
* 请注意我是如何驱动DS18B20的：我是用AVR单片机的方向寄存器 
* 而不是输出端口寄存器! 同时预先在输出端口寄存器中写入0。 
* 这实际上相当于一个三态门：只不过输入被接地，使它成了一 
* 个OC门，使能端成了这个OC门的实际输入! 
* 
* 1-wire总线的电气特性与I2C总线相似，具有线与功能，所 
* 以，总线上的任一设备都可在合适的时间强行拉低总线，但是总线 
* 要呈现高电平，则必须是每一个设备都释放了总线。就像我下面的 
* 宏DQ_TO_1()，它只是释放了总线，但不是说总线一定被强行驱动 
* 至高电平，总线的高电平是由上拉电阻实现的。 
*/ 
#define DQ_18B20 (1<<3) // PD3 
#define DQ_TO_0() (DDRD |= DQ_18B20) // PD3='0' 
#define DQ_TO_1() (DDRD &= ~DQ_18B20) // PD3='float' 
#define DQ_status() (PIND & DQ_18B20) // read PD3 pin 

/* 请认真检查你的AVR微控制器的时钟频率! 特别注意：频率 
* 定义的单位是MHz! 并且请使用浮点数! 假如你的晶振是12MHz， 
* 你应该写成12.0000或12.0之类。 
* 我的实验电路的晶振是：11.0592MHz 
*/ 
#ifndef CPU_CRYSTAL 
#define CPU_CRYSTAL (4.0) 
#endif 

/* 请包含WinAVR系统提供的延时头文件"delay.h"，其中给出 
* 两个延时模块，我用16位的那个(16-bit count, 4 cycles/l- 
* oop.)，细节请看这个头文件。 
*/ 
#define wait_us(us)\ 
_delay_loop_2((INT16U)((us)*CPU_CRYSTAL/4)) 

/*---------------- 函数原型声明 ------------------*/ 
// 1个初始化模块 
void ds18b20_config(void); // 配置端口 

// 3个基本模块 
BOOL ds18b20_reset(void); // 复位DS18B20 
void ds18b20_write(INT8U dat); // 写字节到DS18B20 
INT8U ds18b20_read(void); // 读字节从DS18B20 

// 2个应用模块 
void convert_T(void); // 启动温度转换 
INT16U read_T(void); // 读取转换值 


/*------------------------------------------------------- 
* 配置(使能)AVR单片机与DS18B20的接口 
*/ 
void ds18b20_config(void) 
{ 
DDRD &= ~DQ_18B20; // 输入模式(上电时为高电平) 
PORTD &= ~DQ_18B20; // 输出锁存器写0，以后不再更改 
} 

/*------------------------------------------------------ 
* 复位1-wire总线，并探测是否有温度芯片DS18B20(TO-92 
* 封装)挂在总线上，有返回SUCC，没有返回FAIL 
*/ 
BOOL ds18b20_reset(void) 
{ 
BOOL bus_flag; 

DQ_TO_0(); // 设置1-wire总线为低电平(占领总线)... 

/* 现在延迟480us~960us, 与硬件密切相关，但应尽可能选小值(480us)， 
把抖动留给系统(比如在延迟期间发生中断导致延迟变长)。 
*/ 
wait_us(490); // 490us 

cli(); // 下面这段时间要求比较严格，为保险起见，关中断 
DQ_TO_1(); // 设置1-wire总线为高电平(释放总线) 

/* 这个浮点数是由编译器计算好的，而不是由你的MCU在运行时临时计算的， 
所以不会占用用户MCU的时间，不必担心(看看前面的宏你就可以确定了) 
*/ 
wait_us(67.5); // 最佳时间: 60us+7.5us!(忙延时，只是一种策略) 

// 探测总线上是否有器件 
if(DQ_status()) bus_flag=FAIL; // 复位单总线但没有发现有器件在线 
else bus_flag=SUCC; // 复位单总线并发现有器件在线 

sei(); // 退出临界代码区(开中断) 

/* 保证Master释放总线的时间(不是说总线处于高电平的时间)不小于 
480us即可，这一时间从读总线状态之前就开始了，所以这里把这个 
时间计算在内。在Master释放总线的前半段，也是被动器件声明它 
们在线之时。 
*/ 
wait_us(490-67.5); // 490-67.5us 

return(bus_flag); 
} 

/*------------------------------------------------------ 
* 写命令或数据到温度芯片DS18B20(发送一个字节) 
*/ 
void ds18b20_write(INT8U dat) 
{ 
INT8U count; 

// 每个字节共8位，一次发一位 
for(count=0; count<8; count++) { 
cli(); // 保证绝对不会发生中断! 
DQ_TO_0(); // 设置1-wire总线为低电平 
wait_us(2); // about 2us 

if(dat&0x01) DQ_TO_1(); // 并串转换，先低位后高位 
else DQ_TO_0(); 
dat >>= 1; // 下一位做好准备 

// 60us~120us(实际不能到120us, 因为其它语句也用时间了!) 
wait_us(62); // 62us 

DQ_TO_1(); 
sei(); // 恢复系统中断 
wait_us(2); // 2us 
} 
} 

/*--------------------------------------------------------- 
* 从温度芯片DS18B20读配置或数据(接收一个字节) 
*/ 
INT8U ds18b20_read(void) 
{ 
INT8U count,dat; 

dat = 0x00; // 数据接收准备 

// 每个字节共8位，一次收一位 
for(count=0; count<8; count++) { 
cli(); // 保证绝对不会发生中断! 

// 从总线拉低到读总线状态，不能大于15us! 
DQ_TO_0(); // 设置1-wire总线为低电平(拉低总线以同步) 
wait_us(2); // 2us 
DQ_TO_1(); // 设置1-wire总线为高电平(释放总线) 
wait_us(4); // 4us 
dat >>= 1; 
if(DQ_status()) dat|=0x80; // 读取总线电平，先收低位再收高位 

sei(); // 恢复系统中断 
wait_us(62); // 必须大于60us 
} 
return(dat); 
} 

/*------------------------------------------------------- 
* 我的电路中只有一个器件DS18B20，所以不需要多个器件的ID 
* 识别，跳过之后，启动温度转换，但在启动后，用户应等待几百个 
* 毫秒，才能读到这次的转换值，这是DS18B20的数据手册规定的。 
* 因为温度转换是需要时间的嘛!(^_^) 
*/ 
void convert_T(void) 
{ 
if(ds18b20_reset()==SUCC) { // 如果复位成功 
ds18b20_write(0xcc); // 跳过多器件识别 
ds18b20_write(0x44); // 启动温度转换 
} 
} 

/*------------------------------------------------------- 
* 读取转换后的温度值 
* 我假定DS18B20一定是正确的，所以没有返回有关状态。当你故意 
* 把DS18B20从电路中拔下而能让程序告诉你出错时，你可以自己修 
* 改这段代码! 
*/ 
INT16U read_T(void) 
{ 
INT16U value=0; 

if(ds18b20_reset()==SUCC) { // 如果复位成功 
ds18b20_write(0xcc); // 跳过多器件识别 
ds18b20_write(0xbe); // 读暂存器 
value = (INT16U)ds18b20_read(); // 低字节 
value += (INT16U)(ds18b20_read())<<8; // 高字节 
} 
return(value); 
} 


#endif 

void LEDShow(int num)
{
	uchar8 i,tmp,curnum;
	int tmpnum;

    ds18b20_config();
	tmp = 0xef;
	tmpnum = num;
	for(i=0;i<4;i++)
	{	
		curnum = tmpnum % 10;
		tmpnum = tmpnum / 10;
		PORTA = tmp;
		PORTC = LedNum[curnum];
		_delay_ms(1);
		tmp = (tmp << 1) + 0x1;
	}

}

int main(void)
{
	int num; /*  要显示的数字 */
	int count = 0;
	DDRC = 0xff;
	DDRA = 0xff;
	ds18b20_reset();
	_delay_ms(500);
	convert_T();
	_delay_ms(500);
	num = 0;
	while(1)
	{
		LEDShow(num);
		if(count > 400)
		{
			num = read_T();
			num = num /16;
			convert_T();
			count = 0;
		}
		_delay_ms(2);
		count++;
 
	}
    return 0;

    return 0;
}