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1 前 言 DS18B2普遍都是和單片機(jī)配合使用，很少有關(guān)于DSP與DS18B20的連接的接口報(bào)道，所以此文詳細(xì)介紹了TMS320LF2407與 DS18B20的連接方法，并且很詳細(xì)的介紹了如何用C語言完成精確的軟件延時(shí)，從而完成DS18B20與TMS320LF2407之間的基于單線總線協(xié)議的數(shù)據(jù)通訊。 2 DS18B20的時(shí)序 2. 1 復(fù)位時(shí)序 復(fù)位使用DS18B20時(shí)，首先需將其復(fù)位，然后才能執(zhí)行其它命令。復(fù)位時(shí)，主機(jī)將數(shù)據(jù)線拉為低電平并保持480us～960us，然后釋放數(shù)據(jù)線，再由上拉電阻將數(shù)據(jù)線拉高15~60us，等待DS18B20發(fā)出存在脈沖，存在脈沖有效時(shí)間為60～240us，這樣，就完成了復(fù)位操作。 2.2 寫時(shí)序 在主機(jī)對(duì)DS18B20寫數(shù)據(jù)時(shí)，先將數(shù)據(jù)線置為高電平，再變?yōu)榈碗娖剑摰碗娖綉?yīng)大于1us。在數(shù)據(jù)線變?yōu)榈碗娖胶?5us內(nèi)，根據(jù)寫“1”或?qū)憽?” 使數(shù)據(jù)線變高或繼續(xù)為低。DS18B20將在數(shù)據(jù)線變成低電平后15us～60us內(nèi)對(duì)數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣。要求寫入DS18B20的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于 60us而小于120us，兩次寫數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔應(yīng)大于1us。 2.3 讀時(shí)序 讀時(shí)隙當(dāng)主機(jī)從DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)先將數(shù)據(jù)線置為高電平，再變?yōu)榈碗娖�，該低電平�?yīng)大于1us，然后釋放數(shù)據(jù)線，使其變?yōu)楦唠娖�。DS18B20在數(shù)據(jù)線從高電平變?yōu)榈碗娖降?5us內(nèi)將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線上。主機(jī)可在15us后讀取數(shù)據(jù)線.。 3 TMS320LF2407與DS18B20的連接 DS18B20有三個(gè)引腳。其與TMS320LF2407A的接線圖如下。VDD管腳接5V電壓給傳感器供電。DQ管腳為數(shù)據(jù)線，與 TMS320LF2407A的IOPA6連接的同時(shí)，還要接一個(gè)4.7K的上拉電阻，并接到5V的電源上，使數(shù)據(jù)線在空閑狀態(tài)下能自動(dòng)上拉為高電平。 GND管腳接地。 4 軟件設(shè)計(jì) 4.1 精確的軟件定時(shí)的實(shí)現(xiàn) 眾所周知，TMS320LF2407的內(nèi)核屬于C2000系列的處理器，處理速度達(dá)到30MIPs，也就是每條指令所花的時(shí)間理論上只有33ns。但是實(shí)際情況是，由于DSP外部電路的數(shù)據(jù)處理速度和數(shù)據(jù)調(diào)用等因素，往往處理速度達(dá)不到這個(gè)數(shù)量級(jí)。那怎樣測出每條指令的處理時(shí)間從而計(jì)算出軟件延時(shí)程序的精確時(shí)間呢？計(jì)算方法如下： 1）、延時(shí)程序的C語言代碼為： for(loopindex=0;loopindex 其中l(wèi)oopindex 為unsigned int，無符號(hào)整形數(shù)值， N為常量，根據(jù)所要求的延時(shí)時(shí)間，計(jì)算得出。具體算法在下面給出。 2）、這個(gè)for語句在CCS中的編譯器編譯后所產(chǎn)生的匯編語言為： LACL #0h SACL *, 0 LACL * SUB N（計(jì)算得到的循環(huán)次數(shù)） BCND 轉(zhuǎn)移的地址，GEQ LACC *, 0 ADD #1h SACL *, 0 LACL * SUB N（計(jì)算得到的循環(huán)次數(shù)） BCND 轉(zhuǎn)移的地址，LT 這些匯編語句所占用的時(shí)間可以計(jì)算成公式：DELAY=(9N+4)*單個(gè)指令周期。 3）、測試出一個(gè)指令周期 系統(tǒng)所用晶振為20M，倍頻以后的時(shí)鐘頻率為40M，定時(shí)器1的分頻為1，也就是說定時(shí)器的計(jì)時(shí)周期為25ns。開啟定時(shí)器，單步運(yùn)行上面的匯編語句，看定時(shí)器每次運(yùn)行后所增加的數(shù)值。測試得到，在每次單步運(yùn)行占一個(gè)指令周期的匯編語句后，定時(shí)器的數(shù)值增加10。也就是說，每個(gè)單指令周期的指令占用的時(shí)間為：25ns*10=250ns，也就是0.25us。 4）、延時(shí)程序的最終計(jì)算公式為： DELAY =(9n+4)*0.25us。 由公式可以看出，當(dāng)n=0時(shí)，DELAY=1us，當(dāng)n=65535時(shí)，DELAY= 150ms。 4.2 主要程序 由于文章篇幅的關(guān)系，這里只給出復(fù)位程序、讀字節(jié)程序和整個(gè)讀溫度的主程序，寫命令字的程序可以根據(jù)上面所述的時(shí)序自行編寫。 #define nop() {asm( nop );} #define DATA_PORT PADATDIR #define DATA_MODE 0x0040 #define DATA_OUT 0x4000 #define DATA_BIT 0x0040 #define PIN_HIGH() {PADATDIR=PADATDIR|DATA_OUT|DATA_BIT;} #define PIN_LOW() {DATA_PORT=(PADATDIR|DATA_OUT)&(~DATA_BIT);} #define PIN_LEAVE() {DATA_PORT=DATA_PORT&(~DATA_OUT)|DATA_BIT;} /* 傳感器復(fù)位程序 */ unchar reset(void) { unchar retval; unint loopindex="0"; PIN_HIGH(); nop();nop();nop();nop(); /* 延時(shí)1us*/ PIN_LOW(); for(loopindex=0;loopindex<213;loopindex++){;} /*置總線為低電平并保持至少480us */ PIN_HIGH(); for(loopindex=0;loopindex<26;loopindex++){;} /*等電阻拉高總線并保持15－60us */ PIN_LEAVE(); /*接受應(yīng)答信號(hào)*/ nop(); if((DATA_PORT & DATA_BIT) == 0x0000) { retval = 0; } else { retval = 1; } PIN_HIGH(); for(loopindex=0;loopindex<106;loopindex++){;} /*延時(shí)60－240us */ return(retval); /*返回應(yīng)答信號(hào) */ } /* 從傳感器中讀一個(gè)字節(jié) */ void read_byte(unchar *ReadByte) { int i; unchar temp="0"; unint loopindex="0"; PIN_HIGH(); for(i=0;i<8;i++) { temp="temp">>1; PIN_LOW(); nop();nop();nop();nop(); /*延時(shí)2us */ nop();nop();nop();nop(); PIN_HIGH(); for(loopindex=0;loopindex<6;loopindex++){;} /* 延時(shí)14us */ PIN_LEAVE(); nop(); if((DATA_PORT & DATA_BIT) == 0x0000) { temp="temp" & 0x7F; } else { temp="temp" | 0x80; } PIN_HIGH(); nop();nop();nop();nop(); /* 延時(shí)1us*/ } *ReadByte=temp; return; } /* 將讀得的溫度轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制 */ float transform(unchar *T) { unchar temp="0"; float temprature="0"; temp=temp|(*(T+1)<<8); temp=temp|*T; if((temp&0x0F800)==0x0F800) { temprature="0-"((~temp)+1)*0.0625; } else { temprature="temp"*0.0625; } return(temprature); } /* 讀取溫度主函數(shù)，返回十進(jìn)制溫度數(shù) */ float read_temp() { Unchar buff; float temprature="0"; unint loopindex="0"; while (reset()==1){}; /* 復(fù)位等待從機(jī)應(yīng)答 */ write_byte(0xCC); /* 忽略ROM匹配 */ write_byte(0x44); /* 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)化命令 */ for(loopindex=0;loopindex<65535;loopindex++){;} /* 延時(shí)300ms,等待數(shù)模轉(zhuǎn)換 */ for(loopindex=0;loopindex<65535;loopindex++){;} while(reset()==1){}; /* 再次復(fù)位，等待從機(jī)應(yīng)答 */ write_byte(0xCC); /* 忽略ROM匹配 */ write_byte(0xBE); /* 發(fā)送讀溫度命令 */ read_byte(buff); /* 讀出溫度低8位 */ read_byte(buff+1); /* 讀出溫度高8位 */ temprature="transform"(buff); PIN_HIGH(); /* 釋放總線 */ return(temprature); } 5 結(jié)束語 DS18B20是一款非常優(yōu)秀的單總線數(shù)字式傳感器。硬件設(shè)計(jì)簡單，運(yùn)行可靠。通過分析C語言編譯后的匯編語言可以很明確的計(jì)算出軟件延時(shí)的時(shí)間，從而滿足單線總線通訊的時(shí)序要求，從而可以出色的完成DSP與DS18B20通訊的軟件設(shè)計(jì)。 6 本文創(chuàng)新點(diǎn) 1）、通過C編譯器編譯出來的相應(yīng)的C語言的延時(shí)程序，從而得到其對(duì)應(yīng)的匯編語言，再通過定時(shí)器計(jì)時(shí)，能夠知道單指令周期的時(shí)間，從而能夠精確的計(jì)算出軟件延時(shí)程序的延時(shí)時(shí)間。 2）、通常DS18B20都是與單片機(jī)配合使用的，而本文則詳細(xì)的介紹了DS18B20與DSP的結(jié)合使用方法，其區(qū)別主要是在端口的操作上和延時(shí)的控制上。 |
