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一个IO上挂接多个DS18B20
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找一张二叉树的图片，结合代码以及代码注释去理解。
#define DS18B20_PORT PORT5 #define DS18B20_PIN PIN2 #define DS18B20_NUM 5 #define DS18B20_PIN_MODE_IN(PORTx, PINx) //配置为输入 #define DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx) //配置为开漏输出 #define DS18B20_PIN_GET(PORTx, PINx) PORT_GetBit(PORTx, PINx) typedef struct { uint8_t Online[DS18B20_NUM]; //是否在线 uint8_t Valid[DS18B20_NUM]; //温度值是否有效 int32_t Temperature[DS18B20_NUM]; //4位小数 uint8_t ROM_Code[DS18B20_NUM][8]; //64位rom code } ds18b20_t; extern ds18b20_t ds18b20_data; void DS18B20_Init(void); void DS18B20_Proc(void);- 1
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ds18b20_t ds18b20_data; /** * @brief * @note * @param None * @retval None * @author PWH * @date 2022/10 */ static bool DS18B20_Online_Check(PORT_TypeDef PORTx, PIN_TypeDef PINx) { uint32_t wait = 0; DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); DELAY_US(10); PORT_ClrBit(PORTx, PINx); DELAY_US(700); PORT_SetBit(PORTx, PINx); DS18B20_PIN_MODE_IN(PORTx, PINx); DELAY_US(30); if (!DS18B20_PIN_GET(PORTx, PINx)) //有应答 { UserTimer_Reset(&wait); while (!DS18B20_PIN_GET(PORTx, PINx) && UserTimer_Read(&wait) < 2); //等待应答信号结束，最长等待1~2ms if (DS18B20_PIN_GET(PORTx, PINx)) return true; else return false; } else { return false; } } /** * @brief * @note * @param None * @retval None * @author PWH * @date 2022/10 */ static void DS18B20_Write(PORT_TypeDef PORTx, PIN_TypeDef PINx, uint8_t val) { uint8_t i; DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); for (i = 0; i < 8; i++) { PORT_SetBit(PORTx, PINx); DELAY_US(4); PORT_ClrBit(PORTx, PINx); DELAY_US(1); if (val & 0x01) PORT_SetBit(PORTx, PINx); else PORT_ClrBit(PORTx, PINx); DELAY_US(66); val >>= 1; } PORT_SetBit(PORTx, PINx); } /** * @brief 读2个bit * @note * @param None * @retval None * @author PWH * @date 2022/10 */ static uint8_t DS18B20_Read2Bit(PORT_TypeDef PORTx, PIN_TypeDef PINx) { uint8_t i; uint8_t val = 0; DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); for (i = 0; i < 2; i++) { val <<= 1; DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); DELAY_US(4); PORT_ClrBit(PORTx, PINx); DELAY_US(1); PORT_SetBit(PORTx, PINx); DS18B20_PIN_MODE_IN(PORTx, PINx); DELAY_US(5); if (DS18B20_PIN_GET(PORTx, PINx)) val |= 0x01; DELAY_US(60); } DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); return val; } /** * @brief * @note * @param None * @retval None * @author PWH * @date 2022/10 */ static void DS18B20_Write1Bit(PORT_TypeDef PORTx, PIN_TypeDef PINx, uint8_t val) { DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); DELAY_US(4); PORT_ClrBit(PORTx, PINx); DELAY_US(1); if (val & 0x01) PORT_SetBit(PORTx, PINx); else PORT_ClrBit(PORTx, PINx); DELAY_US(66); PORT_SetBit(PORTx, PINx); } /** * @brief 读N个字节 * @note * @param None * @retval None * @author PWH * @date 2022/10 */ static void DS18B20_Read(PORT_TypeDef PORTx, PIN_TypeDef PINx, uint8_t *bytes_array, uint8_t n_bytes) { uint8_t i, j; uint8_t val = 0; DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); for (i = 0; i < n_bytes; i++) { for (j = 0; j < 8; j++) { val >>= 1; DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); DELAY_US(4); PORT_ClrBit(PORTx, PINx); DELAY_US(1); PORT_SetBit(PORTx, PINx); DS18B20_PIN_MODE_IN(PORTx, PINx); DELAY_US(5); if (DS18B20_PIN_GET(PORTx, PINx)) val |= 0x80; DELAY_US(60); } bytes_array[i] = val; } DS18B20_PIN_MODE_OUT(PORTx, PINx); PORT_SetBit(PORTx, PINx); } /** * @brief 获取总线上各器件的ID * @note 二叉树遍历获取ROM CODE * @param None * @retval None * @author PWH * @date 2023/2 */ static void DS18B20_Search_ROMCode(void) { #define _00_OVER_ONE_DS18B20_BIT_DIFFERENT 0x00 //有超过1个的设备，且它们在这一位上的值有0也有1 #define _01_DS18B20_BITS_SAME_0 0x01 //可能只有一个，或者有多个且它们的这一位的值都为0 #define _10_DS18B20_BITS_SAME_1 0x02 //可能只有一个，或者有多个且它们的这一位的值都为1 #define _11_DS18B20_ALL_OFFLINE 0x03 //总线无响应，不存在设备 bool sta; uint8_t bit_val, code_val; uint8_t i, j; uint8_t num = 0; uint8_t stack_top[DS18B20_NUM], stack_top_cnt = 0; //记录栈顶（存在分叉的节点）,一次遍历，最多有DS18B20_NUM-1次冲突 uint8_t deep; //记录当前深度 uint8_t node_choice[64]; //记录该分叉点选择的路线 uint8_t node_now; memset(stack_top, 0, sizeof(stack_top)); memset(node_choice, 0, sizeof(node_choice)); sta = DS18B20_Online_Check(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); if (sta) { do { DS18B20_Online_Check(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); DS18B20_Write(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0xF0); //Search ROM 指令 node_now = deep = 0; for (i = 0; i < 8; i++) { code_val = 0; for (j = 0; j < 8; j++) //i * j = 64位rom code { code_val >>= 1; bit_val = DS18B20_Read2Bit(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); //读取2bit（bit1为实际值，bit0为实际值的补码） deep++; //每读一次，深度加一，深度1-64 switch (bit_val) { case _00_OVER_ONE_DS18B20_BIT_DIFFERENT: //冲突，分叉节点，选择一条未走过的路径 if (deep > stack_top[stack_top_cnt]) //当前冲突点深度大于记录的最新的冲突点，为新的冲突点，选择左边（0）路线 { DS18B20_Write1Bit(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0); node_choice[deep - 1] = 0; stack_top[++stack_top_cnt] = deep; //增加记录，记录最深/最新的一个冲突点（未走完2条路线的） } else if (deep < stack_top[stack_top_cnt]) //当前冲突点深度小于最深的冲突点，未到达上次记录的点，采用上次该点的值，选择上次在该点选择的路线 { code_val |= (node_choice[deep - 1] << 7); DS18B20_Write1Bit(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, node_choice[deep - 1]); } else //到达上次记录的最深的冲突点，选择新路线（1） { code_val |= 0x80; DS18B20_Write1Bit(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 1); node_choice[deep - 1] = 1; stack_top_cnt--; //该分叉点的路线都走过了，减去该节点 } break; case _01_DS18B20_BITS_SAME_0: DS18B20_Write1Bit(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0); //无冲突，无节点 通知此位为非0的后续不要响应（实际不存在非0的） node_choice[deep - 1] = 0; break; case _10_DS18B20_BITS_SAME_1: DS18B20_Write1Bit(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 1); //无冲突，无节点 通知此位为非1的后续不要响应（实际不存在非1的） code_val |= 0x80; node_choice[deep - 1] = 1; break; case _11_DS18B20_ALL_OFFLINE: break; default: break; } } ds18b20_data.ROM_Code[num][i] = code_val; } ds18b20_data.Online[num] = 1; printf("搜索ROM CODE %d : 0x", num); for (i = 0; i < 8; i++) { printf("%.2x", ds18b20_data.ROM_Code[num][7 - i]); } printf("\r\n"); /* [17:10:34.852] [ 7796][0000:00:07.795]#0 ROM CODE is : 0x6203139794034828 [17:10:34.882] [ 7822][0000:00:07.821]#1 ROM CODE is : 0xb9031397945fcf28 [17:10:34.884] [ 7848][0000:00:07.848]#2 ROM CODE is : 0x3103139794203428 [17:10:34.930] [ 7874][0000:00:07.874]#3 ROM CODE is : 0x3603029794140728 [17:10:34.962] [ 7900][0000:00:07.900]#4 ROM CODE is : 0xc70304979422c328 */ num++; } while (stack_top[stack_top_cnt] && num < DS18B20_NUM); // } else { printf("搜索ROM CODE无器件\r\n"); } } /** * @brief * @note main while调用 * @param None * @retval None * @author PWH * @date 2022/10 */ void DS18B20_Proc(void) { static uint32_t timer = 0; static uint8_t Num = 0; uint16_t temp; int32_t temperature; const uint16_t temper_decimal[16] = {0, 625, 1250, 1875, 2500, 3125, 3750, 4375, 5000, 5625, 6250, 6875, 7500, 8125, 8750, 9375}; bool sta; static uint8_t step = 0; static uint32_t interval = 1000; uint8_t i; uint8_t array[8]; uint8_t *array_p = array + 7; static bool f_search = false; if (timer < TIMEOUT_1S * 3) //电源稳定后搜索 { UserTimer_Reset(&timer); return; } if (f_search == false) { f_search = true; DS18B20_Search_ROMCode(); } if (UserTimer_Read(&timer) > interval) { if (step == 0) //发转换命令，转换时间为750ms { sta = DS18B20_Online_Check(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); if (sta == true) { DS18B20_Write(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0xCC); //跳过ID读取 DS18B20_Write(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0x44); //开始转换温度 } else { printf("DS总线无应答\r\n"); } } else //读取温度 { sta = DS18B20_Online_Check(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); if (sta == true) { DS18B20_Write(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0x55); //匹配 ROM 指令 for (i = 0; i < 8; i++) { DS18B20_Write(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, ds18b20_data.ROM_Code[Num][i]); //发送8字节rom code } DS18B20_Write(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, 0xBE); DS18B20_Read(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN, array, 2); temp = _bytes2short(array[1], array[0]); if (temp & 0xf800) { temperature = ~(temp & 0x07ff) + 1; temperature = (temperature >> 4) * 10000 + temper_decimal[temperature & 0x000f]; temperature = -temperature; } else { temperature = temp; temperature = (temperature >> 4) * 10000 + temper_decimal[temperature & 0x000f]; } if (temperature >= -550000 && temperature <= 1250000) { ds18b20_data.Temperature[Num] = temperature; ds18b20_data.Valid[Num] = 1; } else { ds18b20_data.Valid[Num] = 0; printf("#%d数据无效 - %d\r\n", Num, temperature); } } else { printf("读取温度无应答\r\n"); } } if (++Num >= DS18B20_NUM || !ds18b20_data.Online[Num]) { Num = 0; UserTimer_Reset(&timer); #if (0) if (step) { printf("\r\n"); for (uint8_t j = 0; j < DS18B20_NUM; j++) printf("#%d = %.3f℃, ", j + 1, (float)ds18b20_data.Temperature[j] / 10000); printf("\r\n"); } #endif step = !step; if (step) interval = 1000; else interval = 500; } } } /** * @brief 初始化 * @note * @param None * @retval None * @author PWH * @date 2023/2 */ void DS18B20_Init(void) { DS18B20_PIN_INIT(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); memset(ds18b20_data.Online, 0, sizeof(ds18b20_data)); }- 1
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