This is an old revision of the document!
Vajalikud teadmised: [HW] Andurite moodul, [HW] Kasutajaliidese moodul, [HW] Kontrollermoodul, [LIB] Sisend-väljundviigud, [LIB] Graafiline LCD, [LIB] Andurid
Lihtsamate seadmete ja anduritega suhtlemiseks töötas Dallas Semiconductor välja protokolli, mida kutsutakse 1-wire liideseks, kuna kogu mõlemasuunaline andmevahetus ja toide liiguvad ühe juhtme kaudu. Lisaks võimaldab liides ühele siinile üle 75 seadme ühendamist, moodustades MicroLan võrke. MicroLan võrgus on üks juhtseade, mis juhib võrgus liiklust ja tagab, et siinil olevad seadmed ei üritaks korraga rääkida.
1-wire ühendus on peamiselt kasutusel erinevate andurite ja mäludega suhtlemiseks. Saavutatav maksimaalne kiirus jääb 16.3 kbit/s piirimaile. Juhtseade alustab suhtlust „reset“ impulsiga, mis tõmbab siini maha vähemalt 480 µs. Peale seda järgneb 8 bitine korraldus, mida kuulavad kõik seadmed. Seade, millele see adresseeritud on, vastab. Andmeid saadetakse ja võetakse vastu 8 bitistes gruppides. Seadmeid tuntakse ära unikaalse 64 bitise seerianumbri järgi.
Bittide edastamine toimub pulsi pikkuse järgi. “1” saatmiseks tekitatakse pulss pikkusega 1 - 15 µs ja “0” saatmiseks 60 µs.
Kodulabori koosseisus on 1-wire liidesega digitaalne termomeeter tootekoodiga DS18S20. Selle tehnilised omadused on järgnevad:
Toodud näiteprogramm teeb 1-wire temperatuurianduriga mõõtmisi ja kuvab tulemuse kasutajaliidese ekraanile kraadides. Ühele 1-wire siinile saab programmi praeguste seadetega ühendada kuni viis andurit. Andurite otsimine toimub automaatselt.
1-wire temperatuuriandur tuleb ühendada anduriplaadi pistikusse ADC3. Peale programmi pealelaadimist ja käivitamist ilmub ekraanile anduri järjekorra number ja selle anduri mõõdetav temperatuur Celsiuse kraadides. Kui ühele siinile on ühendatud mitu andurit, siis nende temperatuure kuvatakse järjest. Lisaks näidatakse ka anduri tüüpi ja toiteviisi. Kodulabori anduri tüüp on DS18S20 ja toiteviis eraldi toitega ehk “externally”. Teatavasti saab ka 1-wire andureid ühendada parasiittoitele ehk toitele läbi andmesiini. Sellisel juhul on kasutuses ainult kaks juhet ja programmi poolt kuvatakse toiteviisiks “parasite”. Vea korral ilmub ekraanile viip “ERROR!”. Sellisel juhul kontrollida eelkõige ühendusi.
Juhtmete värvid anduri ühendamiseks:
Temperatuuri lugemist võimaldava programmi näitekood on toodud allpool. Programmi tuleb kindlasti lisada “onewire.h” “onewire.c”, mis sisaldavad 1-wire siinidraiverit. Andurispetsiifiline kood on failides “ds18x20.h” ja “ds18x20.c” Failid ja kogu lähetekoodi leiab projektile lisatud arhiivist.
1-wire temperatuurianduri näitekood
#include <avr/io.h> #include <string.h> #include <stdio.h> #include "onewire.h" #include "ds18x20.h" #include <homelab/module/lcd_gfx.h> #include <homelab/delay.h> #include <homelab/pin.h> // // Muutuja, mis on defineeritud mujal. Sellesse salvestatakse // iga anduri järjekorra number ja anduri kood, mis on igal anduril unikaalne. // extern uint8_t gSensorIDs[MAXSENSORS][OW_ROMCODE_SIZE]; int main( void ) { uint8_t nSensors, i; int16_t decicelsius; uint8_t error; char s[10]; char sensor_nr[1]; // Anduriplaadi multiplexeri viigu seadistamine. pin multiplexer_pin = PIN(G, 0); // LCD ekraani algseadistamine lcd_gfx_init(); // Ekraani puhastamine lcd_gfx_clear(); // Taustavalgustuse tööle lülitamine lcd_gfx_backlight(true); // Multiplexeri viigu seadmine väljundiks ja seejärel toimub selle ümber // lülitamine, et välised andurite pordid kontrolleriga ühendada. pin_setup_output(multiplexer_pin); pin_set(multiplexer_pin); // 1-Wire siini seadistamine. Anduriplaadil vastab viigule F3 ADC3 tähistusega pistik. ow_set_bus(&PINF,&PORTF,&DDRF,PF3); // Andurite otsimine. Muutujale nSensor omistatakse kõikide leitud // andurite arv. nSensors = search_sensors(); while(1) { error = 0; // Kui andureid ei leita, siis seatakse püsti vealipp. if ( nSensors == 0 ) { error++; } // Kõikide andurite temperatuuride kuvamine vaheldumisi alates tagumisest andurist. for ( i = nSensors; i > 0; i-- ) { // Mõõtmise tegemine. Vea korral seatakse vealipp. if ( DS18X20_start_meas( DS18X20_POWER_PARASITE, &gSensorIDs[i-1][0] ) == DS18X20_OK ) { sw_delay_ms( 750 ); // Anduri väärtuse lugemine muutujasse decicelsius. Vea korral seatakse vealippp. if ( DS18X20_read_decicelsius( &gSensorIDs[i-1][0], &decicelsius) == DS18X20_OK ) { // Sõna "TEMP" kuvamine. lcd_gfx_goto_char_xy(2, 1); lcd_gfx_write_string("TEMP"); // Kraadi tähise kuvamine lcd_gfx_goto_char_xy(13, 1); lcd_gfx_write_string("C"); // Lugemi stringiks teisendamine ühe komakohaga ja lisaks +/- lisamine. DS18X20_format_from_decicelsius( decicelsius, s, 10 ); // Kui on vaja maksimaalset täpsust, kasutada järgmist funktsiooni: // DS18X20_format_from_maxres( tval, s, 10 ); // Temperatuuri ekraanile kuvamine lcd_gfx_goto_char_xy(7, 1); lcd_gfx_write_string(s); // Anduri numbri kuvamine. Eelnevalt teisendatakse see stringiks. lcd_gfx_goto_char_xy(0, 1); sprintf(sensor_nr, "%d", i); lcd_gfx_write_string(sensor_nr); } else { // CRC viga (Ühendus on maas) error++; } } else { // Mõõtmine ebaõnnestus võibolla on siinil lühis error++; } } // Veateate kuvamine. if ( error ) { lcd_gfx_goto_char_xy(1, 3); lcd_gfx_write_string("ERROR!"); error = 0; } else { lcd_gfx_goto_char_xy(1, 3); lcd_gfx_write_string(" "); } sw_delay_ms(500); } }