Емельянов Эдуард Владимирович (eddy_em) wrote,
Емельянов Эдуард Владимирович
eddy_em

Category:

Псевдоаппаратный 1-wire на STM32

Наконец-то дошли руки допилить "псевдоаппаратный" 1-wire (сосфорж,
гитхаб).
Реализация довольно простая: через таймер TIM2 и DMA, разве что сброс происходит через прерывание (но эта процедура выполняется один раз перед отправкой пакета данных, так что не страшно). Канал 4 таймера TIM2 используется одновременно как выход и вход: TIM2_CH4 работает в режиме ШИМ-выхода, а TIM2_CH3 — в режиме ШИМ-захвата. Соответственно, используются два буфера DMA: канал 7 DMA1 последовательно заполняет из буфера передачи регистр TIM2_CCR4 (этот регистр буферизуется, чтобы его содержимое обновлялось лишь по окончанию передачи предыдущего байта); канал 1 DMA1 по событию захвата CCR3 считывает содержимое TIM2_CCR3 в другой буфер.
По истечению захвата DMA генерирует прерывание, внутри обработчика которого отключается все ненужное и устанавливается флаг готовности принятых данных. Дальше уже обработчик анализирует буфер и выдает нужную информацию (использую простейший конечный автомат, который по завершению приема запускает функцию-обработчик, для нее выделена отдельная глобальная переменная).

"Высокоуровневые" функции для 1-wire почти неизменными были взяты из реализации на STM8 (но там я из-за отсутствия DMA делал все на прерываниях). А вот с низкоуровневыми я помучился... Это уже сейчас кажется, что вроде бы ничего там страшного нет, но поначалу были сложности реализации.
Таймер TIM2 работает на частоте 1МГц, в его регистр TIM2_ARR при сбросе заносится 1000 (1мс), а при передаче данных — 100 (100мкс — средняя длительность передачи бита данных). Регистр TIM2_CCR4 при сбросе имеет значение 500, при передаче данных — 10 (передача единицы) или 60 (передача нуля), при приеме данных — 5.
Соответственно, при удачном сбросе генерируемый датчиками нулевой импульс приводит к тому, что в TIM2_CCR3 заносится значение больше 550 (обычно где-то 650). Если же значение меньше этой барьерной величины (т.е. 500), делаем вывод, что датчиков на шине нет.
Передача данных происходит в соответствии с рекомендованными в даташите длительностями импульсов. Прием инициируется короткой (на 5мкс) подтяжкой шины данных к нулю, а дальше уже датчик "дотягивает" импульс до нужного значения (если длительность импульса меньше 10мкс, то передается единица, иначе передается нуль).

Базовый функционал я реализовал на своей китайской макетке с STM32F103RBT6 (собственно, сниппеты из репозитория stm32samples под нее и пишутся). Реализовано: считывание идентификатора датчика с занесением уникальных идентификаторов в буфер (до 8 датчиков); запуск (широковещательный) измерения температуры; опрос всех датчиков с сохраненными в буфере идентификаторами (если датчик только один, посылается широковещательная команда).
Температура вычисляется в десятых долях градуса Цельсия (т.к. DS18S20 позволяет измерять с точностью не лучше ±0.5°C, а DS18B20 — не лучше ±0.125°C). Для различия DS18S20 и DS18B20 я проверяю байт[4] "блокнота" (scratchpad): у DS18S20 он равен 0xFF, а DS18B20 хранит там конфигурационный регистр, старший бит которого всегда равен нулю. В принципе, этим регистром можно изменять разрядность DS18B20, но я пока это не буду реализовывать: все равно нет смысла опрашивать датчики чаще, чем раз в полминуты, так что 750мс будет длиться преобразование или же 93.75мс — безразлично.
Если при опросе N датчиков не было обнаружено определенного, то будет возвращено значение ERR_TEMP_VAL, равное 200000 (что явно выходит за пределы возможностей датчика).

Теперь все это нужно прикрутить к ИК-контроллеру, чтобы иметь возможность замерять "теплые" температуры (скажем, по разности температур стенок криостата и окружающего воздуха можно судить о глубине вакуума в криостате).

P.S. Странно: не могу сделать hg push, Опять какие-то косяки с сосфоржем...
Tags: stm32, термодатчики
Subscribe

  • И еще ремонты

    Больше месяца назад пыталась жена в очередной раз сдать зеленчукскую квартиру. Но вменяемых желающих не появилось (зато постоянно доставали лица…

  • Мини-ремонт

    Празднички что-то подзатянулись. И решили мы купленные еще в январе обои наклеить на ободранную кошаками стенку. Еще одной проблемой было то, что…

  • Праздничные будни

    Праздник — праздником, но уж слишком жирно это — квасить по 4 дня две недели кряду. На первомайские съездили к кумовьям, а дальше занялись работой.…

promo eddy_em august 17, 2019 12:33 3
Buy for 10 tokens
Юра намедни напечатал корпус для хронометра. Для первого блина получилось неплохо: И еще немного фотографий:
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 24 comments

  • И еще ремонты

    Больше месяца назад пыталась жена в очередной раз сдать зеленчукскую квартиру. Но вменяемых желающих не появилось (зато постоянно доставали лица…

  • Мини-ремонт

    Празднички что-то подзатянулись. И решили мы купленные еще в январе обои наклеить на ободранную кошаками стенку. Еще одной проблемой было то, что…

  • Праздничные будни

    Праздник — праздником, но уж слишком жирно это — квасить по 4 дня две недели кряду. На первомайские съездили к кумовьям, а дальше занялись работой.…