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OneWire.c
模拟初始化的时序
模拟发送一位的时序
模拟接收一位的时序
模拟发送一个字节的时序
模拟接收一个字节的时序
OneWire.h
DS18B20.c
DS18B20数据帧
模拟温度变换的数据帧
模拟温度读取的数据帧
DS18B20.h
main.c
上一篇讲了DS18B20温度传感器的工作原理,这节开始代码演示!
新创建一个工程:DS18B20温度读取
将前面我们学过的几个模块化代码添加进来
然后创建main.c,DS18B20.c,DS18B20.h,OneWire.c和OneWire.h文件
开始代码讲解:
OneWire.c
首先我们根据原理图定义引脚
#include <REGX52.H>
//引脚定义
sbit OneWire_DQ=P3^7;
我们再根据上一篇讲的时序逐个定义函数写在OneWire.c里面
模拟初始化的时序
初始化:主机将总线拉低至少480us,然后释放总线,等待15~60us(可以取中间值)后,存在的从机会拉低总线60~240us(可以取中间值)以响应主机,之后从机将释放总线
unsigned char OneWire_Init(void)
{
unsigned char i;
unsigned char AckBit;//返回值,应答位
OneWire_DQ=1;//拉低之前确保是释放状态
//因为我们在执行任何操作的时候都可以用初始化来打断它,
//所以总线再初始化的时候还是有可能处于0的状态,所以先把它拉高再拉低
OneWire_DQ=0;
i = 247;while (--i); //Delay 500us
OneWire_DQ=1;//释放
//等待15~60us后,存在的从机会拉低总线60~240us以响应主机
i = 32;while (--i); //Delay 70us
//我们直接延时70us后肯定已经到了从机拉低总线的状态了
//然后直接可以读了
AckBit=OneWire_DQ;//把IO口电平读出来赋值给应答位
//初始化时有两个部分(复位和响应),
//每一部分时序至少480us,这部分我们已经Delay了70微秒,
//为了将这段时序走完,再Delay 500us,那么这个时序肯定就走完了
i = 247;while (--i); //Delay 500us
//最后是从机将释放总线,我们主要写主机的代码,
//不体现从机的代码,所以不用管最后释放的这一步
return AckBit;//返回应答位
}
怎么产生Delay 500us的那一行代码呢?
但因为我们初始化的条件说的是主机将总线拉低至少480us,为了保险起见,我们最好Delay500us
将500微秒的主体部分复制过来就是我们代码里的这部分:
模拟发送一位的时序
发送一位:主机将总线拉低60~120us(最大不能超过120us),然后释放总线,表示发送0;主机将总线拉低1~15us,然后释放总线,表示发送1。从机将在总线拉低30us后(典型值)读取电平,整个时间片应大于60us
void OneWire_SendBit(unsigned char Bit)
{
unsigned char i;
//在这一步之前先给它置1也行,但是考虑到初始化后它一定是1了
OneWire_DQ=0;//所以直接拉低就行
//主机将总线拉低60~120us,然后释放总线,表示发送0;
//主机将总线拉低1~15us,然后释放总线,表示发送1
//因此我们直接在10微秒的时候把bit放在线上
//如果是0的话它肯定一直都是0,不会变化
//如果是1的话它就会变成高位
i = 4;while (--i); //Delay 10us
//由于调用一个函数就已经用了4us,所以我们直接生成一个14us的函数
OneWire_DQ=Bit;//把bit放在线上
//从机将在总线拉低30us后(典型值)读取电平,整个时间片应大于60us
//我们已经Delay了10us,(4us是调用一个函数的时间)
//再生成一个Delay 54us的代码就走完了时序(4us是调用一个函数的时间)
i = 24;while (--i); //Delay 50us
OneWire_DQ=1;//释放
}
模拟接收一位的时序
接收一位:主机将总线拉低1~15us,然后释放总线,并在拉低后15us内读取总线电平(尽量贴近15us的末尾),读取为低电平则为接收0,读取为高电平则为接收1 ,整个时间片应大于60us
unsigned char OneWire_ReceiveBit(void)
{
unsigned char i;
unsigned char Bit;
OneWire_DQ=0;//拉低
//Delay 5us就生成9us的代码(因为调用函数就是4us了)
//在这段时间里从机接着也拉低总线(我们写是主机的代码,不体现从机)
i = 2;while (--i); //Delay 5us
OneWire_DQ=1;//释放
//因为释放需要一定的时间,所以需要Delay
//如果释放后立马读的话可能来不及恢复变成1
i = 2;while (--i); //Delay 5us
Bit=OneWire_DQ;//读取并赋给Bit
i = 24;while (--i); //Delay 50us
return Bit;//返回Bit
}
模拟发送一个字节的时序
发送一个字节:连续调用8次发送一位的时序,依次发送一个字节的8位(低位在前)
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
OneWire_SendBit(Byte&(0x01<<i));//从低位到高位
}
}
模拟接收一个字节的时序
接收一个字节:连续调用8次接收一位的时序,依次接收一个字节的8位(低位在前)
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void)
{
unsigned char i;
unsigned char Byte=0x00;
for(i=0;i<8;i++)
{
if(OneWire_ReceiveBit()){Byte|=(0x01<<i);}//从低位到高位
}
return Byte;
}
OneWire.h
在OneWire.c声明一下这些函数
#ifndef __ONEWIRE_H__
#define __ONEWIRE_H__
unsigned char OneWire_Init(void);
void OneWire_SendBit(unsigned char Bit);
unsigned char OneWire_ReceiveBit(void);
void OneWire_SendByte(unsigned char Byte);
unsigned char OneWire_ReceiveByte(void);
#endif
DS18B20.c
我们要在这文件中分别调用前面我们写好的函数,完成上一篇博客讲的这个数据帧
先定义一下我们要用到的三个指令:跳过ROM,温度变换,读暂存器。
#include <REGX52.H>
#include "OneWire.h"
//DS18B20指令
#define DS18B20_SKIP_ROM 0xCC
#define DS18B20_CONVERT_T 0x44
#define DS18B20_READ_SCRATCHPAD 0xBE
DS18B20数据帧
模拟温度变换的数据帧
温度变换:初始化→跳过ROM →开始温度变换
void DS18B20_ConvertT(void)
{
OneWire_Init();
OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
OneWire_SendByte(DS18B20_CONVERT_T);
}
模拟温度读取的数据帧
温度读取:初始化→跳过ROM →读暂存器→连续的读操作
除了写温度读取的数据帧之外,我们还要把读出来的两个温度字节合成16位并转换成十进制的温度值
float DS18B20_ReadT(void)
{
unsigned char TLSB,TMSB;//暂存器的第一个字节和第二个字节
int Temp;//中间变量
float T;//T表示实际温度,float型既可以表示正负也可以表示小数
OneWire_Init();
OneWire_SendByte(DS18B20_SKIP_ROM);
OneWire_SendByte(DS18B20_READ_SCRATCHPAD);
//一旦发完这个指令,总线的控制权就交给从机了
TLSB=OneWire_ReceiveByte();
TMSB=OneWire_ReceiveByte();
//这样就把暂存器里前两个字节(温度字节的数据)给读出来了
//转换温度
Temp=(TMSB<<8)|TLSB;//两个字节合成16位
//TMSB<<8将第二个字节放到高位上
//无符号的TLSB,TMSB合成16位数后本身包含了符号位
//无符号的转换成有符号的int内容没有改变
//我们可以通过上面的示例图看到合成16位后bit4才是温度整数值的最低位
//二进制数向左挪一位和乘以2是一样的,往左挪4位就是乘以16
//因为实际值的最后一位代表2的-4次方,变为2的0次方相差16倍
//为了不损失精度,就将Temp往右挪4位,转换成实际温度就除以16
//如果还是看不懂的话,可以用十进制来做个类比:比如本来是1.0001结果把小数点擦掉饿了,
//是不是成了10001,这就扩大了一万倍,想要准确的话就要除以1000
//这就可以理解了,我们将两个字节拼成了16位的二进制数据之后赋给int型的Temp,
//那么我们16就都成了整数了,
//为了保证最后四位还是我们的小数位,就要将小数点往左移4位,那么除以几呢?
//2的-4次方到2的0次方相差16倍,相当于Temp比实际的温度值T扩大了16倍,想要得到T那就是除以16
T=Temp/16.0;
return T;
}
DS18B20.h
声明一下这两个函数
#ifndef __DS18B20_H__
#define __DS18B20_H__
void DS18B20_ConvertT(void);
float DS18B20_ReadT(void);
#endif
main.c
先定义一个实际温度值T
#include <REGX52.H>
#include "LCD1602.h"
#include "DS18B20.h"
#include "Delay.h"
float T;
再写主程序
void main()
{
DS18B20_ConvertT(); //上电先转换一次温度,防止第一次读数据错误
Delay(1000); //等待转换完成
LCD_Init();
LCD_ShowString(1,1,"Temperature:");
while(1)
{
DS18B20_ConvertT(); //转换温度
T=DS18B20_ReadT(); //读取温度
if(T<0) //如果温度小于0
{
LCD_ShowChar(2,1,'-'); //显示负号
T=-T; //将温度变为正数
}
else //如果温度大于等于0
{
LCD_ShowChar(2,1,'+'); //显示正号
}
LCD_ShowNum(2,2,T,3); //显示温度整数部分,浮点型转换整型自动忽略小数位
LCD_ShowChar(2,5,'.'); //显示小数点
LCD_ShowNum(2,6,(unsigned long)(T*10000)%10000,4);//显示温度小数部分
//T*10000将小数挪成整数部分
//(unsigned long)(T*10000)强制类型转换成(unsigned long),因为它超过了unsigned int
//小数部分丢弃并且能够取余了
//(T*10000)%10000得到10000的后四位
}
}
效果请看视频:
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