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...
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...