|
|
| (7 medziľahlých úprav od rovnakého používateľa nie je zobrazených.) |
| Riadok 1: |
Riadok 1: |
|
| |
|
| == '''1-Wire Zbernica''' ==
| |
|
| |
| ----
| |
|
| |
| Ako už z názvu vyplýva ide o jednovodičové sériove rozhranie s možnosťou polo duplexnej obojsmernej komunikácie. Zbernica sa skladá v podstate z dvoch vodičov a to dátového a zemiaceho. Dátový vodič slúži zároveň na napájanie zariadeni pripojených na tuto zbernicu.
| |
|
| |
| '''Oblasti použitia napr:'''
| |
|
| |
| - identifikačné systémy
| |
|
| |
| - senzory (teploty, vlhkosti a podobne )
| |
|
| |
| - digitálne potenciometre a iné
| |
|
| |
| [[Súbor:1Wire.gif]]
| |
|
| |
|
| |
|
| |
| '''Vlastnosti:'''
| |
|
| |
| - dĺžka vodiča až 100m
| |
|
| |
| - na jednu linku je možné pripojiť do 150 zariadení s unikátnym sériovým číslom
| |
|
| |
| - zabezpečenie pomocou 8-bitového CRC kódu
| |
|
| |
| - obojsmerná poloduplexná prevádzka
| |
|
| |
| - identifikácia zariadenia na základe 8-bajtového sériového čísla a 1-bajtovej informácie o type zariadenia
| |
|
| |
| - realizácia prepojenia je pomocou skrútenej dvojlinky – twisted pair
| |
|
| |
|
| |
| '''Zapojenie:'''
| |
| Zariadenia sú trvalo pripojené na napájacie napätie „PullUp“ rezistor obr.1
| |
|
| |
| [[Súbor:Blokova.jpg]]
| |
|
| |
|
| |
| ==='''Komunikacia'''===
| |
|
| |
| Komunikácia je inicializovaná mikropočítačom zmenou úrovne napätia na zbernici na 0 V. Komunikácia je založená na takzvaných „časových slotoch“, čiže od závislosti doby trvania poklesu úrovne napätia je slave zariadením identifikovaný typ operácie (zápis log.1 alebo log.0, čítanie log.1 alebo log.0, reset a identifikácia zariadenia).
| |
| :
| |
| ===='''Inicializácia''' ====
| |
| :- Na začiatku uPC (master) ztiahne zbernicu k zemi (cez pull up rezistor) na minimálne 480us, potom ju uvoľní.
| |
| :- Na uvoľnenie zbernice a vrátenie do kľudového stavu je potrebných 60us. Po tejto dobe je možné prečítať stav zbernice.
| |
| :- Ak je na zbernici pripojené nejaké zariadenie, odpovedá ztiahnutím zbernice na dobu 60 až 240 us. Ak sa na zbernici nenacháda žiadne zariadenie, zbernica ostáva po celú dobu v kľudovom stave.
| |
| :- Celková dĺžka trvania inicializačného procesu je minimálne 2x480us, teda až po dobe 960us môže prísť ďalší signál od mástra.
| |
|
| |
| [[Súbor:Reset_Pulse.png]]
| |
| :
| |
| ===='''Vysielanie'''====
| |
| :'''Log 1'''
| |
| : - stiahnutie zbernice po dobu mnimálne 1us.
| |
| : - uvoľnenie zbernice.
| |
| : - dĺžka slotu pre zápis je v rozsahu 60 až 120us.
| |
|
| |
| :'''Log 0'''
| |
| : - stiahnutie zbernice po dobu mnimálne 60us.
| |
| : - uvoľnenie zbernice.
| |
| : - dĺžka slotu pre zápis je v rozsahu 60 až 120us.
| |
|
| |
| ===='''Čítanie'''====
| |
| : - čítanie je inicializované mástrom. Ten najprv stiahne zbernicu po dobu minimálne 1us, následne ju uvoľní.
| |
| : - následuje čítanie zbernice mástrom. To je inicializované po minimálne 15us od začiatku slotu (ten je určený počiatkom stiahnutia zbernice mastrom).
| |
| : - ak slave chce vyslať log 1, ponechá zbernicu uvoľnenú až do konca slotu (master prečíta log 1 - uvoľnená zbernica).
| |
| : - ak slave chce vyslať log 0, ztiahne zbernicu (master prečíta log 0 - ztiahnutá zbernica).
| |
| : - celková dĺžka slotu čítania je 60 až 120us.
| |
| [[Súbor:Zapis_Citanie_1wire.png]]
| |
|
| |
| V našom prípade sme pracovali so snímačmi teploty s označením DS18B20.
| |
| Preto sú na obrázkoch vyššie použité pre lepšie pochopenie komunikácie na zbernici informácie z datasheetu snímača DS18B20
| |
|
| |
| ==='''Priebeh komunikacie na zbernici 1Wire'''===
| |
|
| |
| Každé zariadenie obsahuje výrobcom nastavenú 64-bitovú informáciu v internej ROM pamäti. Prvých horných 8 bitov slúži na zabezpečenie CRC kódom, potom nasleduje 48-bitové sériové číslo zariadenia a dolných 8 bitov tvorí kód identifikujúci typ zariadenia. Táto 64-bitová informácia je unikátna pre každé vyrobené zariadenie s možnosťou tak jednoznačnej identifikácie aj viacerých zariadení rovnakého typu pripojených na jednu linku.
| |
|
| |
| Komunikácia má tri stupne:
| |
| * ''Inicializácia''
| |
| Vykonáva sa pri resete PRESENCE pulsom od slave zariadenia
| |
| * ''ROM príkaz''
| |
| V prípade, že je na jednej zbernici viac zariadení tak použíjme tieto príkazy pre prácu s jednotlivými zariadeniam.
| |
|
| |
| Príkazy:
| |
|
| |
| a) Search ROM [F0h] - Vyhladavanie adries zariadení pripojených na zbernicu
| |
|
| |
| b) Read ROM [33h] – tento príkaz môže byť použitý iba pri jednom zariadení na zbernici – umožňuje prečítať 64 bitový ROM kód
| |
|
| |
| c) Match ROM [55h] – tento príkaz spolu so 64 bit ROM kódom umožňuje vybrať to zariadenie s ktorým chceme pracovať.
| |
| Odpovedá iba SLAVE, ktorého ROM kód sa zhoduje s odoslaným ROM kódom
| |
|
| |
| d) Skip ROM [CCh] – bez adresácie – komunikuje sa s zariadením bez adresácie – iba jedno zariadenie na zbernici
| |
|
| |
| e) Alarm search [ECh] – podobný príkazu Search ROM s tým že odpovedá iba SLAVE s nastaveným alarm bitom
| |
|
| |
| * ''Funkčný príkaz''
| |
| Tieto príkazy umožňujú čítať, zapisovať do pamäte, merať teplotu a zisťovať (stav) napájanie.
| |
|
| |
| Napr:
| |
|
| |
| a) CONVERT [44h] – zmeria sa teplota a zapíše do pamäte.
| |
|
| |
| b) READ SCRATCHPAD [BEh] - Čítanie pamäte (data o teplote). Čítajú sa postupne bajty od LSB.
| |
|
| |
| c) A iné
| |
|
| |
| [[Súbor:ramec1Wire.png ]]
| |
|
| |
| == ''' Senzor teploty DS18B20''' ==
| |
| === '''Popis''' ===
| |
| * napájanie je 3,0V – 5,5V
| |
| * rozsah meranej teploty od –55°C do +125°C (-67°F do +257°F)
| |
| * presnosť 0,5°C v rozmedzí –10°C do +85°C
| |
| * rozlíšenie senzora je voliteľné v rozsahu 9 až 12 bit
| |
| * meranie teploty s rozlíšením 12 bit trvá 750ms
| |
|
| |
| Všetky informácie su uvedené v DataSheete obvodu Ktorý si môžte [[Médiá:DS18B20DataSheet.pdf | stiahnuť tu ]]
| |
|
| |
| '''Vyhotovenie senzora '''
| |
|
| |
| Senzor sa vyrába v troch púzdrach: TO-92, SO-8 a uSOP-8.
| |
|
| |
| [[Súbor:PuzdraDS18B20.png | Puzdra senzora DS18B20]]
| |
|
| |
| === '''Pamäť senzora'''===
| |
|
| |
| Pamäť senzora – nazvaná SCRATCHPAD obsahuje 8 bajtov.
| |
| Bajt 0 a 1 obsahujú 16 bitové číslo s údajom o teplote.
| |
| Bajt 2 a 3 slúžia
| |
|
| |
|
| |
|
| |
| [[Súbor:reset_1_wire.png]]
| |
|
| |
| [[Súbor:vysielanie_na_1_wire.png]]
| |
|
| |
| [[Súbor:Citanie_z_1_wire.png]]
| |
|
| |
| == '''Zapojenie a Program''' ==
| |
|
| |
| '''
| |
| === '''Funkcia zariadenia''' ===
| |
| '''
| |
| Zariadenie ma za úlohu odmerať teplotu na viacerých snímačoch (v tomto prípade dvoch). Následne tieto hodnoty zobraziť na displeji. <br />
| |
| Snímače sú pripojené k zberici 1-wire. Identifikácia jednotlivých snímačov je základe ich jedinečného sériového čísla. <br />
| |
| Snímače využívajú v zapojení tri vodiče. Dátový vodič, vodič pre napájanie snímača a spoločný neutrálny vodič. <br />
| |
| <br />
| |
|
| |
| '''Schéma zapojenia snímača'''
| |
| <br />
| |
| [[Súbor:DS18B20_externe_napajanie.png]]
| |
| <br />
| |
|
| |
| '''Bloková schéma celého zapojenia''' <br />
| |
| - tu vlozit blokovku zapojenia procak + LCD + snimače + zdroj (ešte nemame urobenu blokovku)
| |
|
| |
| === '''Program''' ===
| |
| Program je písaný v jazyku C, v AVR Studio 4, určenom pre prácu so zariadeniami firmy Atmel. <br />
| |
| Použitý je 8-bitový mikrkontrolér s označením ATmega16. <br />
| |
| Pre komunikáciu so snímačmi teploty je použitý pin 0 portu A. <br />
| |
| Pre komunikáciu s LCD displejom sú využívané piny 0 až 5 portu C. <br />
| |
| <br />
| |
|
| |
| '''Využívané piny''' <br />
| |
|
| |
| Port A <br />
| |
|
| |
| pin 0: 1-wire komunikacia <br />
| |
| <br />
| |
|
| |
| Port C <br />
| |
|
| |
| pin 0: treti datovy bit <br />
| |
| pin 1: druhy datovy bit <br />
| |
| pin 2: prvy datovy bit <br />
| |
| pin 3: nulty datovy bit <br />
| |
| pin 4: enable pin <br />
| |
| pin 5: RS pin <br />
| |
| <br />
| |
|
| |
| '''Štruktúra programu'''<br />
| |
| Program je pre lepšiu prehľadnosť napísaný vo viacerých súboroch.
| |
| Skladá sa z týchto časti: <br />
| |
| - main.c ktorý obsahuje hlavný program <br />
| |
| - lcd.c ktorý obsahuje funkcie pre obsluhu a komunkáciu s LCD displejom <br />
| |
| - 1wire.c ktorý obsahuje funkcie potrebné pre správnu komunikáciu na zbernici (z pohľadu mástra) <br />
| |
| - hlavičkové subory k 1wire zbernici a LCD displeju (1wire.h a lcd.h)<br />
| |
|
| |
| <br />
| |
| <br />
| |
| <source lang="c">
| |
|
| |
| </source>
| |