關于ds18b20與單片機定時器中斷共存

ID:914633 · 發表于 2021-4-30 23:21

溫度需要實時顯示在LCD上，利用溫度控制pwm占空比調節電機速度。如果在ds18b20讀取溫度前后關閉開啟中斷，定時器產生的pwm方波會受影響如果不加，溫度又沒辦法讀取�？傊绻獪囟日Ｗx取顯示就沒法正常控制電機速度，要能正常控制定時器產生pwm方波，就不能正常讀取顯示溫度，怎么解決呀

ID:213173 · 發表于 2021-5-1 08:14

由于ds18b20對時序要求比較嚴格，掌握不好會出錯，所以溫度讀取函數往往是以一個整體，一次全部完成。但需占用時間較長，約10ms。這就造成與數碼管動態掃描，PWM調制，超聲波測距等其它外設難以協調工作。如果仔細分析ds18b20的讀寫函數時序，可以看出：讀寫1個字節的時間都不大于1ms，而兩次讀寫1個字節之間的時間間隔要求不高。這就給與其它外設的分時操作提供機會。溫度讀取函數使用switch-case-break語句，分若干次運行溫度讀取函數完成一次讀取溫度的任務。給你一個應用示例參考。

4位數碼管時鐘溫度表仿真.zip (212.37 KB, 下載次數: 88)

ID:517951 · 發表于 2021-5-1 08:50

讀DS18B20 和中斷沒關系，直接讀就好了，不用開啟關閉中斷。中斷該干什么活就好了，二者沒有關聯和沖突

ID:390416 · 發表于 2021-5-1 09:47

你要求的PWM周期多少？

ID:390416 · 發表于 2021-5-1 09:49

DS18B20 每bit 延遲最少35us，讀一次需要1250us

ID:383215 · 發表于 2021-5-1 16:59

沙發的回答非常正確，18B20沒有必要一口氣讀完，可以按步數慢慢的讀，板凳的說法不對，18B20在寫命令和讀出數據期間不能被任何中斷打斷，否則數據就會錯亂，解決的方法就是兩個，一是18B20在寫命令和讀出數據期間關閉中斷，二是關閉中斷影響程序運行就把18B20程序放在中斷里一步一步的讀寫，如果還有中斷嵌套就把18B20程序放在最后一級中斷里，最后一級中斷不能有不響應的情況，如果有，還要再想其它方法。曾經我過零觸發可控硅還要調功，就把18B20程序放在定時中斷里，做到了調功的情況下也可以讀18B20的溫度，后來發現不需要調功，又把18B20程序放回外中斷。

這是我在觸發可控硅外中斷過零檢測程序里分9步讀出18B20溫度，每一步開頭置高一個I/O口結束拉低I/O口得到的波形圖，上面的波形是過零信號，下面波形高電平部分就是18B20每一步的時間，一開始測試分別置高拉低兩次I/O口把每一步的時間檢測出來，然后再置高拉低一次I/O口把每一步的時間檢測出來，第一步的時間分別是20.9和16.6微秒，第二步的時間分別是68.4和61.3微秒，我就大概知道置高拉低一次I/O口的時間是4微秒左右，我把第二次測試的時間減去4微秒，就比較精確的知道每一步的具體時間，最短的一步是4.88微秒，最長的一步是826微秒，也就是最后一步讀出數據，感覺好像有點不太對，時間有點長，這個程序運行了好幾年了，沒有發現問題，AVR單片機內部1兆RC振蕩器編出來的。9步一共花了3412.88微秒，這個時間感覺也是偏長， 3412.88微秒是18B20占用單片機的總時間，對于單片機的一個循環周期，18B20占用單片機的時間最大就是826微秒，所以，我這樣編程CPU應用率算是比較高的，9步讀出18B20溫度的全部時間是80.6毫秒，這是示波器測量出來的時間，都快有0.1秒了，這個時間肯定是嚴重偏長，但是，問題不大，溫度基本上都是漸變，不太可能是突變，就是花一秒鐘把溫度讀出來也沒有任何影響。至于5樓說的DS18B20讀一次需要1250us，這個1250us是讀出18B20溫度的總時間還是某一步的最長時間，我也搞不清楚了。我多次說過編單片機程序必須要有仿真器和示波器，沒有這兩樣東西，我寧愿不編程序，因為編程效率太低了，我從來不計算任何程序的時間，都是設計電路的時候多預留一個I/O口，就用這個口靠示波器測量，示波器是300元左右的虛擬示波器，基本夠我用了，檔次高的示波器測量的精度肯定更高。
所以，樓主想讓18B20與單片機定時器中斷共存，把18B20的程序放在中斷里就可以了，只要pwm的最小脈沖不要小于1000Hz的那個脈沖寬度，18B20與單片機定時器中斷共存，沒有什么難度。

ID:914633 · 發表于 2021-5-2 21:56

kmsj 發表于 2021-5-1 16:59
沙發的回答非常正確，18B20沒有必要一口氣讀完，可以按步數慢慢的讀，板凳的說法不對，18B20在寫命令和讀出 ...

void time0(void) interrupt 1
{
TH0 = 0xfc; //配置1ms定時
TL0 = 0x18;
timer0++; //timer0開始計數，每1毫秒加一
if(timer0>5) //PWM周期為5毫秒
{
timer0=0;
}
if(timer0 <speed)
{
PWM=1;
}
else
{
PWM=0;
}
switch(step)
{
case 0:Ds18b20Init();break;
case 1:Ds18b20WriteByte(0xcc);break;
case 2:Ds18b20WriteByte(0x44);break;
case 3:Ds18b20Init();break;
case 4:Ds18b20WriteByte(0xcc);break;
case 5:Ds18b20WriteByte(0xbe);break;
case 6:tml = Ds18b20ReadByte();break;
case 7:tmh = Ds18b20ReadByte();break;
case 8: temp = tmh;
temp <<= 8;
temp |= tml;break;
case 9: display(temp);break;
} step++;step%=10;
}

復制代碼

謝謝了 pwm周期太大了控制電機轉的不流暢只能暫時這樣了

ID:383215 · 發表于 2021-5-3 23:30

hoodieboi 發表于 2021-5-2 21:56
謝謝了 pwm周期太大了控制電機轉的不流暢只能暫時這樣了

我從來沒有編過pwm程序，也搞不清楚多高的頻率電機轉的流暢？我編的控制可控硅過零觸發，頻率低的要命，倒是很容易，我是用18步讀出兩個18B20的溫度，所以讀寫單個字節的時間偏長了一些，我是第9步和18步同時讀高低字節，看你的程序，高低字節你都分開讀了，你已經編出占用CPU時間最短，也是最高效的18B20程序，你只有再看看還有什么辦法可以縮短讀寫18B20單個字節的時間，這個時間就是最小脈寬了，再比這個小，18B20就無法讀出來了。然而我仔細看了你的程序，你是先操作pwm，后讀寫18B20，18B20每一步的時間都不一樣，會不會影響pwm頻率？我的理解是把pwm操作和18B20每一步穿插在一起，操作完一次就運行18B20的一步，不要被18B20不同步數的時間影響pwm頻率，這個簡單啊，先不讀18B20，試試1000Hz的頻率是否流暢，流暢了再把18B20程序穿插進去，1000Hz不行，只有提高頻率，但也不可能太高，2000Hz可能就很難讀出18B20了。不過我只是猜想，目前我對pwm一竅不通。

ID:383215 · 發表于 2021-5-4 11:06

我百度了一下，pwm無非就是脈寬調制，樓主的程序沒有問題，溫度是漸變，可以把case后面的數字0、1、2、3改成0、10、20、30……，讀寫速度就放慢了10倍，就是改成100、200、300……，放慢100倍也沒有問題，我用10秒鐘讀出18B20的溫度都不會出錯，唯一就是沒有做過讀寫單個字節最小時間的試驗，因為我用不著啊，估計2000Hz左右的頻率就是極限了，實在不行，樓主只有換讀出時間更短的溫度傳感器或者雙CPU。

ID:213173 · 發表于 2021-5-4 18:45

hoodieboi 發表于 2021-5-2 21:56
謝謝了 pwm周期太大了控制電機轉的不流暢只能暫時這樣了

如果樓主實在協調不了兩者沖突可以換有內置PWM的MCU。如STC15系列。

ID:1075970 · 發表于 2023-7-27 00:05

hoodieboi 發表于 2021-5-2 21:56
謝謝了 pwm周期太大了控制電機轉的不流暢只能暫時這樣了

樓主，用了那么多全局變量啊……

ID:1085441 · 發表于 2023-7-27 01:30

2個辦法，一是單獨用一個單片機都1820溫度，再發給主單片機。
而是，換I2C接口的溫度傳感器，中斷不影響讀溫度數據。

ID:1015233 · 發表于 2023-7-27 08:20

如果控制器是STM32的話，PWM輸出建議用CCR比較器輸出，可以一個定時器多通道，不需要中斷就可以產生。所以就可以避免被打斷。MSP430F5529也是可以的。如果是51單片機這種的話，那就很難搞了。極個別STC里面有一些專門產生PWM波形的寄存器，可以直接調用，不過，難度會大一些。不過可以嘗試

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關于ds18b20與單片機定時器中斷共存