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利用AVR單片機設計的DS18B20測溫程序

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ID:75926 發表于 2015-4-3 00:57 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
  1. /********************************
  2.   DS18B20測溫程序
  3.   文件名:main.c
  4.   編譯：WinAVR-20070122

  6.   硬件環境:CA-M8X   打開的開關如下
  7.             S6(1,2,5,6,7)   - 外部4MHz晶振和595接口
  8.             J8(EN-SEG)      - 數碼管顯示允許
  9.             S7(4)          - 連接PC1 與DS18B20數據口
  10.             (在CA-M8X 上DS18B20為非總線供電)
  11.   
  12.   芯藝設計室 2004-2007  版權所有
  13.   轉載請保留本注釋在內的全部內容
  14.   Email: changfutong@sina.com
  15. *******************************/
  16. #include <avr/io.h>
  17. #include <util/delay.h>
  18. #include <stdint.h>

  20. #include "seg.h"  //聲明數碼管顯示接口函數

  22. #define CLR_1WIRE_BUS DDRC|=_BV(PC1) //設置為輸出，此時由于PORTC1是低所以輸出低
  23. #define SET_1WIRE_BUS DDRC&=~_BV(PC1)//設置為輸入，此時由于PORTC1是低所以程高阻，又因為外部有上拉電阻所以相當于設置總線為高
  24. #define GET_1WIRE_BUS PINC&_BV(PC1)

  26. #define DS18B20_READ_ROM 0x33
  27. #define DS18B20_MATCH_ROM 0X55
  28. #define DS18B20_SKIP_ROM 0XCC
  29. #define DS18B20_SEARCH_ROM 0XF0
  30. #define DS18B20_ALARM_SEARCH_ROM 0XEC
  31. #define DS18B20_WRITE_RAM 0X40
  32. #define DS18B20_READ_RAM 0XBE
  33. #define DS18B20_COPY_RAM 0X48
  34. #define DS18B20_CONVERT_TEM 0X44
  35. #define DS18B20_EECALL_EEPROM 0XB8
  36. #define DS18B20_READ_POWER_SUPPLY 0XB4

  38. //總線端口初始化
  39. void BusInit(void)
  40. {
  41.   PORTC&=~_BV(PC1);//此口總保持低
  42.   DDRC&=~_BV(PC1); //初始化為輸入,用外部上拉電阻保持總線的高電平
  43. }

  45. //由于系統時鐘為4MHz,一個_delay_loop_2正好延時一us
  46. #define DelayUs(x) _delay_loop_2(x)

  48. void DelayMs(uint16_t t)
  49. {
  50.   uint16_t i;
  51.   for(i=0;i<t;i++)
  52.     _delay_loop_2(250 * 4);
  53. }

  55. //單總線復位
  56. uint8_t ds18b20_reset(void)
  57. {
  58.   uint8_t ret=0;
  59.   CLR_1WIRE_BUS;
  60.   DelayUs(500);  //拉低總線至少480us
  61.   SET_1WIRE_BUS;
  62.   DelayUs(100);//釋放總線后等待15-60us
  63.   if((GET_1WIRE_BUS)==0)//檢測到DS18B20把總線拉低
  64.     ret=1;        //復位成功
  65.   DelayUs(1000);//等待器件釋放總線
  66.   return ret;
  67. }

  69. //單總線讀一字節
  70. uint8_t ds18b20_read(void)
  71. {
  72.   uint8_t data=0;
  73.   uint8_t i=0;
  74.   for(i=0;i<8;i++)
  75.   {
  76.     data>>=1;
  77.     CLR_1WIRE_BUS;
  78.     DelayUs(2);//此時>1us
  79.     SET_1WIRE_BUS;
  80.     DelayUs(4);//此時<15us
  81.     if(GET_1WIRE_BUS)
  82.       data|=0x80;
  83.     DelayUs(60);//此時>60us
  84.   }
  85.   return(data);
  86. }
  87. //單總線寫一字節
  88. void ds18b20_write(uint8_t data)
  89. {
  90.   uint8_t i=0;
  91.   for(i=0;i<8;i++)
  92.   {
  93.     if(data&0x01)
  94.     {
  95.       CLR_1WIRE_BUS;
  96.       DelayUs(8);//8us
  97.       SET_1WIRE_BUS;
  98.       DelayUs(55);//55us
  99.     }
  100.     else
  101.     {
  102.       CLR_1WIRE_BUS;
  103.       DelayUs(55);//55us
  104.       SET_1WIRE_BUS;
  105.       DelayUs(20);//8us
  106.     }
  107.     data>>=1;
  108.   }
  109. }

  111. //執行轉換
  112. uint8_t Ds18b20Convert(uint8_t *t)
  113. {
  114.   //發送轉換命令
  115.   if(ds18b20_reset()==0)
  116.     return 0;
  117.   ds18b20_write(DS18B20_SKIP_ROM); //忽略地址匹配,總線上只有一個器件時,或對總線所有器件操作
  118.   ds18b20_write(DS18B20_CONVERT_TEM);//開始轉換命令
  119.   
  120.   //等待轉換完成,ds18b20默認轉換精度為12位,此時最大轉換時間為750ms
  121.   DelayMs(1000);
  122.   
  123.   //讀溫度字節
  124.   if(ds18b20_reset()==0)
  125.     return 0;
  126.   ds18b20_write(DS18B20_SKIP_ROM); //忽略地址匹配
  127.   ds18b20_write(DS18B20_READ_RAM); //讀RAM命令
  128.   t[0]=ds18b20_read();
  129.   t[1]=ds18b20_read();
  130.   
  131.   return 1;
  132. }

  134. //根據DS18B20中讀的溫度字節,計算實際溫度值
  135. int8_t GetTemperature(uint8_t *t)
  136. {
  137.   int8_t ret;
  138.   uint32_t  val;
  139.   uint16_t tmp=(t[1]*256)+t[0];
  140.   uint8_t sflag=0;

  142.   if((t[1]&0xf8)==0xf8) //若負溫度,從補碼轉換(取反加一)
  143.   {
  144.     sflag=1;
  145.     tmp=~tmp;
  146.     tmp++;
  147.   }
  148.   tmp&=0x07ff;    //確保前5位為0
  149.   
  150.   //乘0.0625操作,為此本函數只適用于DS18B20 12位轉換(默認)時
  151.   val=((uint32_t)tmp)*625;
  152.   val/=10000;
  153.   
  154.   ret=(int8_t)val;
  155.   
  156.   if(sflag)
  157.     ret|=0x80;//變負數
  158.    
  159.   return ret;
  160. }

  162. //測試主函數
  163. int main(void)
  164. {
  165.   uint8_t tmp[2];//保存溫度字節
  166.   int8_t tval;    //保存溫度值
  167.   
  168.   SegInit();//數碼管初始化
  169.   SegNumberOut(0,0);//顯示 0
  170.   BusInit();  //單總線I/O口初始化

  172.   while(1)
  173.   {
  174.     if(Ds18b20Convert(tmp))//如果轉換成功
  175.     {
  176.       tval=GetTemperature(tmp);//計算實際溫度值
  177.       if(tval>=0)
  178.         SegNumberOut(tval,0);//十進制顯示溫度值
  179.       else
  180.         SegNumberOut(0,0);//數碼管無法顯示負數,只能顯示0
  181.     }
  182.   }
  183.   return 0;
  184. }


  187. seg.c文件:


  190. /********************************
  191.   74HC95驅動的數碼管顯示模塊
  192.   文件名:seg.c
  193.   編譯：WinAVR-20070122

  195.   硬件環境:CA-M8X   打開的開關如下
  196.             S6(1,2,5,6,7)   - 外部4MHz晶振和595接口
  197.             J8(EN-SEG)      - 數碼管顯示允許
  198.   
  199.   芯藝設計室 2004-2007  版權所有
  200.   轉載請保留本注釋在內的全部內容
  201.   WEB: http://www.chipart.cn
  202.   Email: changfutong@sina.com
  203. *******************************/

  205. #include <avr/io.h>
  206. #include <util/delay.h>
  207. #include <stdint.h>

  209. #include "seg.h"

  211. #define SER_PORT  PORTD
  212. #define SER_DAT  PD4
  213. #define SER_RCK  PD5
  214. #define SER_SCK  PD6

  216. //顯示碼(可從chipart.cn下載生成工具)
  217. static uint8_t g_aDisplayBuf[16]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};

  219. //向595 寫一字節
  220. static void ser_out(uint8_t dat)
  221. {
  222.   uint8_t i;

  224.   for(i=0;i<8;i++)
  225.   {
  226.     if(dat&0x80)
  227.       SER_PORT|=_BV(SER_DAT);
  228.     else
  229.       SER_PORT&=~_BV(SER_DAT);
  230.       
  231.     //產生移位脈沖   
  232.     SER_PORT|=_BV(SER_SCK);
  233.     SER_PORT&=~_BV(SER_SCK);
  234.     dat<<=1;
  235.   }
  236. }
  237. //數碼管顯示數(0~255)
  238. //num :顯示的數   hex：是否用十六進制顯示
  239. void SegNumberOut(uint8_t num,uint8_t hex)
  240. {
  241.   uint8_t buf[2];//發送顯示碼緩沖區
  242.   uint8_t temp;
  243.   
  244.   if(hex) //十六進制
  245.   {
  246.     buf[0]=g_aDisplayBuf[num>>4];//高位
  247.     buf[1]=g_aDisplayBuf[num&0x0f];//低位
  248.   }
  249.   else//十進制
  250.   {
  251.     buf[1]=g_aDisplayBuf[num%10];
  252.     temp=num%100;
  253.     buf[0]=g_aDisplayBuf[temp/10];
  254.     temp=num/100;
  255.    
  256.     if(temp>0)
  257.       buf[1]|=0x80; //第一個數碼管小數點表示百位1
  258.     if(temp>1)
  259.       buf[0]|=0x80;//兩個數碼管小數點表示百位2
  260.   }
  261.   
  262.   //串行發送數據
  263.   ser_out(buf[0]);
  264.   ser_out(buf[1]);

  266.   //產生鎖存脈沖
  267.   SER_PORT|=_BV(SER_RCK);
  268.   SER_PORT&=~_BV(SER_RCK);
  269. }

  271. void SegInit(void)
  272. {
  273.   //595控制I/O初始化
  274.   DDRD=_BV(SER_DAT)|_BV(SER_SCK)|_BV(SER_RCK);  
  275.   SER_PORT&=~_BV(SER_SCK);
  276.   SER_PORT&=~_BV(SER_RCK);
  277. }
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