【RT-Thread RISC-V 评估板】单线挂载两个DS18B20_物联网与智能家居-面包板社区

楼主

【RT-Thread RISC-V 评估板】单线挂载两个DS18B20

Kalman

7 主题
23 帖子
1283 积分

身份：LV4 高级技术员

E币：826

发消息

 11093

 0

发表于 2021-9-12 22:44:22

显示全部楼层

这次在AB32VG1评估板上单线挂载2个DS18B20实现测温功能。硬件如下：
微信图片_20210606213811.png

新建工程，DS18B20 ROM搜索部分代码使用http://blog.sina.com.cn/s/blog_57ad1bd20102uxxw.html
ds18b20.c代码如下：

//CRC计算用表
static uint8_t dscrc_table[] =
{
0, 94,188,226, 97, 63,221,131,194,156,126, 32,163,253, 31, 65,
157,195, 33,127,252,162, 64, 30, 95, 1,227,189, 62, 96,130,220,
35,125,159,193, 66, 28,254,160,225,191, 93, 3,128,222, 60, 98,
190,224, 2, 92,223,129, 99, 61,124, 34,192,158, 29, 67,161,255,
70, 24,250,164, 39,121,155,197,132,218, 56,102,229,187, 89, 7,
219,133,103, 57,186,228, 6, 88, 25, 71,165,251,120, 38,196,154,
101, 59,217,135, 4, 90,184,230,167,249, 27, 69,198,152,122, 36,
248,166, 68, 26,153,199, 37,123, 58,100,134,216, 91, 5,231,185,
140,210, 48,110,237,179, 81, 15, 78, 16,242,172, 47,113,147,205,
17, 79,173,243,112, 46,204,146,211,141,111, 49,178,236, 14, 80,
175,241, 19, 77,206,144,114, 44,109, 51,209,143, 12, 82,176,238,
50,108,142,208, 83, 13,239,177,240,174, 76, 18,145,207, 45,115,
202,148,118, 40,171,245, 23, 73, 8, 86,180,234,105, 55,213,139,
87, 9,235,181, 54,104,138,212,149,203, 41,119,244,170, 72, 22,
233,183, 85, 11,136,214, 52,106, 43,117,151,201, 74, 20,246,168,
116, 42,200,150, 21, 75,169,247,182,232, 10, 84,215,137,107, 53
};
uint8_t ROM_NO[8]; //数组,存放本次搜索到的ROM码（8个字节）
uint8_t LastDiscrepancy; //每轮搜索后指向最后一个走0的差异位
uint8_t LastFamilyDiscrepancy; //指向家族码（前8位）中最后一个走0的差异位
uint8_t LastDeviceFlag; //搜到最后一个ROM后,程序通过判别将该变量置1,下轮搜索时即会结束退出
uint8_t crc8; //CRC校验变量
uint8_t ID_Buff[DS18B20_NUM][8]; //将搜索到的ROM存放在二维数组
/*
DS18B20 APIs
*/
//复位DS18B20
void DS18B20_Rst(void)
{
rt_pin_mode(DS18B20_DQ, PIN_MODE_OUTPUT); //输出模式
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_LOW); //拉低DQ
rt_hw_us_delay(380); //拉低750us(480~960us)
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_HIGH); //拉高DQ
}
//等待DS18B20应答,有应答返回0,无应答返回1
uint8_t DS18B20_Check(void)
{
uint8_t retry = 0;
//进入接收模式,等待应答信号
//等待时间
rt_pin_mode(DS18B20_DQ, PIN_MODE_INPUT); //输入模式
rt_hw_us_delay(15); //等待15~60us
while(rt_pin_read(DS18B20_DQ) && retry<30) //最多再等待120us
{
retry++;
rt_hw_us_delay(1);
};
if(retry >= 30)
return 1; //120us未响应，则判断未检测到
else
retry = 0;
//DS18B20开始拉低DQ
while(!rt_pin_read(DS18B20_DQ) && retry<38) //最长拉低240us
{
retry++;
rt_hw_us_delay(1);
};
if(retry >= 38)
return 1;
return 0;
}
//写位到DS18B20
void DS18B20_Write_Bit(uint8_t dat)
{
rt_pin_mode(DS18B20_DQ, PIN_MODE_OUTPUT); //输出模式
if (dat) //输出高
{
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_LOW); //拉低DQ
rt_hw_us_delay(1); //延时2us
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_HIGH); //拉高DQ
rt_hw_us_delay(29); //延时60us
}
else //输出低
{
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_LOW); //拉低DQ
rt_hw_us_delay(29); //延时60us
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_HIGH); //拉高DQ
rt_hw_us_delay(1); //延时2us
}
rt_pin_mode(DS18B20_DQ, PIN_MODE_INPUT); //输入模式
}
//写字节到DS18B20
void DS18B20_Write_Byte(uint8_t dat)
{
uint8_t j;
uint8_t temp;
rt_pin_mode(DS18B20_DQ, PIN_MODE_OUTPUT); //输出模式
for(j=1; j<=8; j++)
{
temp = dat & 0x01;
dat = dat >> 1;
if (temp) //输出高
{
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_LOW); //拉低DQ
rt_hw_us_delay(1); //延时2us
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_HIGH); //拉高DQ
rt_hw_us_delay(29); //延时60us
}
else //输出低
{
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_LOW); //拉低DQ
rt_hw_us_delay(29); //延时60us
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_HIGH); //拉高DQ
rt_hw_us_delay(1); //延时2us
}
}
rt_pin_mode(DS18B20_DQ, PIN_MODE_INPUT); //输入模式
}
//从DS18B20读位
uint8_t DS18B20_Read_Bit(void)
{
uint8_t data;
rt_pin_mode(DS18B20_DQ, PIN_MODE_OUTPUT); //输出模式
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_LOW); //拉低DQ
rt_hw_us_delay(1); //延时2us
rt_pin_write(DS18B20_DQ, PIN_HIGH); //拉高DQ
rt_pin_mode(DS18B20_DQ, PIN_MODE_INPUT); //输入模式
rt_hw_us_delay(2); //延时12us
if(rt_pin_read(DS18B20_DQ)) //读DQ数据
data = 1;
else
data = 0;
rt_hw_us_delay(25); //延时50us
return data;
}
//从DS18B20读字节
uint8_t DS18B20_Read_Byte(void)
{
uint8_t i, j, dat = 0;
for(i=1; i<=8; i++)
{
j = DS18B20_Read_Bit();
dat = (j << 7) | (dat >> 1);
}
return dat;
}
//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)
{
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);
DS18B20_Write_Byte(0x44);
}
//读取温度值
/*搜索到的DS18B20 ROM码存放在DS18B20_NUM*8的二维数组,每行存放一个ROM码，分8字节存放,获取每个DS18B20温度值时,发送二维数组每行字节,进行序列号匹配*/
float DS18B20_Get_Temp(uint8_t pID[8])
{
uint8_t i;
uint8_t sign; //温度符号,0为-,1为+
uint8_t TL, TH;
uint16_t temp;
float temp1;
DS18B20_Start ();
rt_thread_mdelay(800); //等待转换完成
DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0x55); //发送序列号匹配命令
for(i=0; i<8; i++) //发送8byte的序列号
{
DS18B20_Write_Byte(pID[i]);
}
rt_hw_us_delay(10);
DS18B20_Write_Byte(0xbe);
TL = DS18B20_Read_Byte();
TH = DS18B20_Read_Byte();
if(TH > 7)
{
TH = ~TH;
TL = ~TL;
sign = 0; //温度为负
}
else
sign = 1; //温度为正
temp = TH; //高八位
temp <<= 8;
temp += TL; //低八位
temp1 = (float)temp * 0.0625; //转换实际温度
if(sign)
return temp1; //返回温度值
else
return -temp1;
}
/*
* 初始化
*/
uint8_t DS18B20_Init(void)
{
DS18B20_Rst();
return DS18B20_Check();
}
/*
生成CRC8校验码
*/
uint8_t GenerateCRC8(uint8_t value)
{
crc8 = dscrc_table[crc8 ^ value]; //^表示按位异或
return crc8;
}
/*
单总线搜索算法,返回TRUE：找到,存入ROM_NO缓冲;FALSE：无设备,结束搜索
*/
uint8_t OWSearch(void)
{
uint8_t id_bit_number; //指示当前搜索ROM位（取值范围为1-64）
/*下面三个状态变量含义：last_zero：指针,记录一次搜索（ROM1-64位）最后一位往0走的混码点编号
search_direction：搜索某一位时选择的搜索方向（0或1）,也是“一写”的bit位值
rom_byte_number：ROM字节序号,作为ROM_no[]数组的下标,取值为1—8
*/
uint8_t last_zero, rom_byte_number, search_result;
uint8_t id_bit, cmp_id_bit,search_direction; //二读（正码、反码）、及一写（决定二叉搜索方向）
uint8_t rom_byte_mask ; //ROM字节掩码
//初始化本次搜索变量
id_bit_number = 1;
last_zero = 0;
rom_byte_number = 0;
rom_byte_mask = 1;
search_result = 0;
crc8 = 0;
/*
是否搜索完成（已到最后一个设备）？
*/
if(!LastDeviceFlag) //LastDeviceFlag由上轮搜索确定是否为最后器件,当然首次进入前必须置FALSE
{
DS18B20_Rst();
//if(OWReset()) //复位总线
if(DS18B20_Check())
{
LastDiscrepancy = 0; //复位几个搜索变量
LastDeviceFlag = FALSE;
LastFamilyDiscrepancy = 0;
return FALSE; //如果无应答,返回FALSE,退出本轮搜索程序
}
DS18B20_Write_Byte(0xF0); //发送ROM搜索命令F0H
rt_hw_us_delay(45);
/*
开始循环处理1-64位ROM,每位必须进行“二读”后进行判断,确定搜索路径
然后按选定的路径进行“一写”,直至完成全部位的搜索,这样一次循环
可以完成一轮搜索,找到其中一个ROM码
*/
do //逐位读写搜索,1-64位循环
{
id_bit = DS18B20_Read_Bit(); //二读：先读正码、再读反码
cmp_id_bit = DS18B20_Read_Bit();
if(id_bit && cmp_id_bit) //二读11,则无器件退出程序
break;
else //二读不为11,则需分二种情况
{
/*
第一种情况：01或10,直接可明确搜索方向
*/
if(id_bit != cmp_id_bit)
search_direction = id_bit; //记下搜索方向search_direction的值待“一写”
else
{
/*
第二种情况：遇到了混码点,需分三种可能分析：
1、当前位未到达上轮搜索的“最末走0混码点”（由LastDiscrepancy存储）
说明当前经历的是一个老的混码点,判别特征为当前位在（小于）LastDiscrepancy前
不管上次走的是0还是1,只需按上次走的路即可,该值需从ROM_NO中的当前位获取
*/
if(id_bit_number < LastDiscrepancy)
search_direction = ((ROM_NO[rom_byte_number] & rom_byte_mask) > 0);
else
/*
2、当前位正好为上轮标记的最末的混码点,这个混码点也就是上次走0的点,那么这次就需要走1
3、除去上二种可能,那就是第3种可能：这是一个新的混码点,id_bit_number>LastDiscrepancy
下一条语句巧妙地将上二种可能合在一起处理
*/
search_direction = (id_bit_number == LastDiscrepancy);
/*
确定了混码点的路径方向还没完事,还需要更新一个指针：last_zero
这个指针每搜索完一位后（注意是一bit不是一轮）总是指向新的混码点
凡遇到新的混码点,我们按算法都是先走0,所以凡遇走0的混码点必须更新此指针
*/
if(search_direction == 0)
{
last_zero = id_bit_number;
/*
下面二条是程序的高级功能了：64位ROM中的前8位是器件的家族代码，
用LastFamilyDiscrepancy这个指针来记录前8位ROM中的最末一个混码点
可用于在多类型器件的单线网络中对家族分组进行操作
*/
if(last_zero < 9)
LastFamilyDiscrepancy = last_zero;
}
}
/*
确定了要搜索的方向search_direction,该值即ROM中当前位的值,需要写入ROM
然而64位ROM需分8个字节存入ROM_NO[],程序使用了一个掩码字节rom_byte_mask
以最低位为例：该字节值为00000001,如记录1则二字节或,写0则与反掩码
*/
if(search_direction == 1)
ROM_NO[rom_byte_number] |= rom_byte_mask;
else
ROM_NO[rom_byte_number] &= ~rom_byte_mask;
//关键的一步操作终于到来了：一写
DS18B20_Write_Bit(search_direction);
/*
一个位的操作终于完成,但还需做些工作,以准备下一位的操作：
包括：位变量id_bit_number指向下一位,字节掩码左移一位
*/
id_bit_number++;
rom_byte_mask <<= 1;
//如果够8位一字节了,则对该字节计算CRC处理,更新字节号变量,重设掩码
if(rom_byte_mask == 0)
{
GenerateCRC8(ROM_NO[rom_byte_number]); //CRC计算
rom_byte_number++;
rom_byte_mask = 1;
}
}
}
while(rom_byte_number < 8); //ROM bytes编号为 0-7
//代码中是利用rom_byte_number<8来判断的,至此,完成8个字节共64位的循环处理
//一轮搜索成功,找到的一个ROM码也校验OK,则还要处理二个变量
if(!((id_bit_number < 65) || (crc8 != 0)))
{
/*
一轮搜索结束后,变量last_zero指向了本轮中最后一个走0的混码位
然后再把此变量保存在LastDiscrepancy中，用于下一轮的判断
last_zero在下轮初始为0，搜索是该变量是不断变动的
*/
LastDiscrepancy = last_zero;
//如果这个指针为0，说明全部搜索结束，再也没有新ROM号器件了
if(LastDiscrepancy == 0)
LastDeviceFlag = TRUE; //设置结束标志
search_result = TRUE; //返回搜索成功
}
}
/*
//搜索完成,如果搜索不成功包括搜索到了但CRC错误,复位状态变量到首次搜索的状态
*/
if(!search_result || !ROM_NO[0])
{
LastDiscrepancy = 0;
LastDeviceFlag = FALSE;
LastFamilyDiscrepancy = 0;
search_result = FALSE;
}
return search_result;
}
/*
在单总线上搜索第一个器件
返回TRUE：找到,存入ROM_NO缓冲;FALSE：无设备
先将初始化3个变量,然后调用OWSearch算法进行搜索
*/
uint8_t OWFirst(void)
{
LastDiscrepancy = 0;
LastDeviceFlag = FALSE;
LastFamilyDiscrepancy = 0;
return OWSearch();
}
/*
在单总线上搜索下一个器件
返回TRUE：找到,存入ROM_NO缓冲;FALSE:无设备,结束搜索
在前一轮搜索的基础上（3个变量均在前一轮搜索中有明确的值）,再执行一轮搜索
*/
uint8_t OWNext(void)
{
return OWSearch();
}
/*
搜索并返回ROM
*/
uint8_t DS18B20_SearchROM(void)
{
uint8_t num = 0, result = 0, i;
result = OWFirst(); //搜索第一个ROM
if(result)
{
for(i=0; i<8; i++)
ID_Buff[num][i] = ROM_NO[i];
num++;
}
while(result) //搜索成功,继续搜索下一个
{
result = OWNext();
if(result)
{
for(i=0; i<8; i++)
ID_Buff[num][i] = ROM_NO[i];
num++;
}
}
return num;
}