關(guān)于ds18b20與單片機(jī)定時(shí)器中斷共存

ID:914633 · 發(fā)表于 2021-4-30 23:21

溫度需要實(shí)時(shí)顯示在LCD上，利用溫度控制pwm占空比調(diào)節(jié)電機(jī)速度。如果在ds18b20讀取溫度前后關(guān)閉開(kāi)啟中斷，定時(shí)器產(chǎn)生的pwm方波會(huì)受影響如果不加，溫度又沒(méi)辦法讀取。總之如果要溫度正常讀取顯示就沒(méi)法正常控制電機(jī)速度，要能正常控制定時(shí)器產(chǎn)生pwm方波，就不能正常讀取顯示溫度，怎么解決呀

ID:213173 · 發(fā)表于 2021-5-1 08:14

由于ds18b20對(duì)時(shí)序要求比較嚴(yán)格，掌握不好會(huì)出錯(cuò)，所以溫度讀取函數(shù)往往是以一個(gè)整體，一次全部完成。但需占用時(shí)間較長(zhǎng)，約10ms。這就造成與數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描，PWM調(diào)制，超聲波測(cè)距等其它外設(shè)難以協(xié)調(diào)工作。如果仔細(xì)分析ds18b20的讀寫(xiě)函數(shù)時(shí)序，可以看出：讀寫(xiě)1個(gè)字節(jié)的時(shí)間都不大于1ms，而兩次讀寫(xiě)1個(gè)字節(jié)之間的時(shí)間間隔要求不高。這就給與其它外設(shè)的分時(shí)操作提供機(jī)會(huì)。溫度讀取函數(shù)使用switch-case-break語(yǔ)句，分若干次運(yùn)行溫度讀取函數(shù)完成一次讀取溫度的任務(wù)。給你一個(gè)應(yīng)用示例參考。

4位數(shù)碼管時(shí)鐘溫度表仿真.zip (212.37 KB, 下載次數(shù): 88)

ID:517951 · 發(fā)表于 2021-5-1 08:50

讀DS18B20 和中斷沒(méi)關(guān)系，直接讀就好了，不用開(kāi)啟關(guān)閉中斷。中斷該干什么活就好了，二者沒(méi)有關(guān)聯(lián)和沖突

ID:390416 · 發(fā)表于 2021-5-1 09:47

你要求的PWM周期多少？

ID:390416 · 發(fā)表于 2021-5-1 09:49

DS18B20 每bit 延遲最少35us，讀一次需要1250us

ID:383215 · 發(fā)表于 2021-5-1 16:59

沙發(fā)的回答非常正確，18B20沒(méi)有必要一口氣讀完，可以按步數(shù)慢慢的讀，板凳的說(shuō)法不對(duì)，18B20在寫(xiě)命令和讀出數(shù)據(jù)期間不能被任何中斷打斷，否則數(shù)據(jù)就會(huì)錯(cuò)亂，解決的方法就是兩個(gè)，一是18B20在寫(xiě)命令和讀出數(shù)據(jù)期間關(guān)閉中斷，二是關(guān)閉中斷影響程序運(yùn)行就把18B20程序放在中斷里一步一步的讀寫(xiě)，如果還有中斷嵌套就把18B20程序放在最后一級(jí)中斷里，最后一級(jí)中斷不能有不響應(yīng)的情況，如果有，還要再想其它方法。曾經(jīng)我過(guò)零觸發(fā)可控硅還要調(diào)功，就把18B20程序放在定時(shí)中斷里，做到了調(diào)功的情況下也可以讀18B20的溫度，后來(lái)發(fā)現(xiàn)不需要調(diào)功，又把18B20程序放回外中斷。

這是我在觸發(fā)可控硅外中斷過(guò)零檢測(cè)程序里分9步讀出18B20溫度，每一步開(kāi)頭置高一個(gè)I/O口結(jié)束拉低I/O口得到的波形圖，上面的波形是過(guò)零信號(hào)，下面波形高電平部分就是18B20每一步的時(shí)間，一開(kāi)始測(cè)試分別置高拉低兩次I/O口把每一步的時(shí)間檢測(cè)出來(lái)，然后再置高拉低一次I/O口把每一步的時(shí)間檢測(cè)出來(lái)，第一步的時(shí)間分別是20.9和16.6微秒，第二步的時(shí)間分別是68.4和61.3微秒，我就大概知道置高拉低一次I/O口的時(shí)間是4微秒左右，我把第二次測(cè)試的時(shí)間減去4微秒，就比較精確的知道每一步的具體時(shí)間，最短的一步是4.88微秒，最長(zhǎng)的一步是826微秒，也就是最后一步讀出數(shù)據(jù)，感覺(jué)好像有點(diǎn)不太對(duì)，時(shí)間有點(diǎn)長(zhǎng)，這個(gè)程序運(yùn)行了好幾年了，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，AVR單片機(jī)內(nèi)部1兆R(shí)C振蕩器編出來(lái)的。9步一共花了3412.88微秒，這個(gè)時(shí)間感覺(jué)也是偏長(zhǎng)， 3412.88微秒是18B20占用單片機(jī)的總時(shí)間，對(duì)于單片機(jī)的一個(gè)循環(huán)周期，18B20占用單片機(jī)的時(shí)間最大就是826微秒，所以，我這樣編程CPU應(yīng)用率算是比較高的，9步讀出18B20溫度的全部時(shí)間是80.6毫秒，這是示波器測(cè)量出來(lái)的時(shí)間，都快有0.1秒了，這個(gè)時(shí)間肯定是嚴(yán)重偏長(zhǎng)，但是，問(wèn)題不大，溫度基本上都是漸變，不太可能是突變，就是花一秒鐘把溫度讀出來(lái)也沒(méi)有任何影響。至于5樓說(shuō)的DS18B20讀一次需要1250us，這個(gè)1250us是讀出18B20溫度的總時(shí)間還是某一步的最長(zhǎng)時(shí)間，我也搞不清楚了。我多次說(shuō)過(guò)編單片機(jī)程序必須要有仿真器和示波器，沒(méi)有這兩樣?xùn)|西，我寧愿不編程序，因?yàn)榫幊绦侍土耍覐膩?lái)不計(jì)算任何程序的時(shí)間，都是設(shè)計(jì)電路的時(shí)候多預(yù)留一個(gè)I/O口，就用這個(gè)口靠示波器測(cè)量，示波器是300元左右的虛擬示波器，基本夠我用了，檔次高的示波器測(cè)量的精度肯定更高。
所以，樓主想讓18B20與單片機(jī)定時(shí)器中斷共存，把18B20的程序放在中斷里就可以了，只要pwm的最小脈沖不要小于1000Hz的那個(gè)脈沖寬度，18B20與單片機(jī)定時(shí)器中斷共存，沒(méi)有什么難度。

ID:914633 · 發(fā)表于 2021-5-2 21:56

kmsj 發(fā)表于 2021-5-1 16:59
沙發(fā)的回答非常正確，18B20沒(méi)有必要一口氣讀完，可以按步數(shù)慢慢的讀，板凳的說(shuō)法不對(duì)，18B20在寫(xiě)命令和讀出 ...

void time0(void) interrupt 1
{
TH0 = 0xfc; //配置1ms定時(shí)
TL0 = 0x18;
timer0++; //timer0開(kāi)始計(jì)數(shù)，每1毫秒加一
if(timer0>5) //PWM周期為5毫秒
{
timer0=0;
}
if(timer0 <speed)
{
PWM=1;
}
else
{
PWM=0;
}
switch(step)
{
case 0:Ds18b20Init();break;
case 1:Ds18b20WriteByte(0xcc);break;
case 2:Ds18b20WriteByte(0x44);break;
case 3:Ds18b20Init();break;
case 4:Ds18b20WriteByte(0xcc);break;
case 5:Ds18b20WriteByte(0xbe);break;
case 6:tml = Ds18b20ReadByte();break;
case 7:tmh = Ds18b20ReadByte();break;
case 8: temp = tmh;
temp <<= 8;
temp |= tml;break;
case 9: display(temp);break;
} step++;step%=10;
}

復(fù)制代碼

謝謝了 pwm周期太大了控制電機(jī)轉(zhuǎn)的不流暢只能暫時(shí)這樣了

ID:383215 · 發(fā)表于 2021-5-3 23:30

hoodieboi 發(fā)表于 2021-5-2 21:56
謝謝了 pwm周期太大了控制電機(jī)轉(zhuǎn)的不流暢只能暫時(shí)這樣了

我從來(lái)沒(méi)有編過(guò)pwm程序，也搞不清楚多高的頻率電機(jī)轉(zhuǎn)的流暢？我編的控制可控硅過(guò)零觸發(fā)，頻率低的要命，倒是很容易，我是用18步讀出兩個(gè)18B20的溫度，所以讀寫(xiě)單個(gè)字節(jié)的時(shí)間偏長(zhǎng)了一些，我是第9步和18步同時(shí)讀高低字節(jié)，看你的程序，高低字節(jié)你都分開(kāi)讀了，你已經(jīng)編出占用CPU時(shí)間最短，也是最高效的18B20程序，你只有再看看還有什么辦法可以縮短讀寫(xiě)18B20單個(gè)字節(jié)的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是最小脈寬了，再比這個(gè)小，18B20就無(wú)法讀出來(lái)了。然而我仔細(xì)看了你的程序，你是先操作pwm，后讀寫(xiě)18B20，18B20每一步的時(shí)間都不一樣，會(huì)不會(huì)影響pwm頻率？我的理解是把pwm操作和18B20每一步穿插在一起，操作完一次就運(yùn)行18B20的一步，不要被18B20不同步數(shù)的時(shí)間影響pwm頻率，這個(gè)簡(jiǎn)單啊，先不讀18B20，試試1000Hz的頻率是否流暢，流暢了再把18B20程序穿插進(jìn)去，1000Hz不行，只有提高頻率，但也不可能太高，2000Hz可能就很難讀出18B20了。不過(guò)我只是猜想，目前我對(duì)pwm一竅不通。

ID:383215 · 發(fā)表于 2021-5-4 11:06

我百度了一下，pwm無(wú)非就是脈寬調(diào)制，樓主的程序沒(méi)有問(wèn)題，溫度是漸變，可以把case后面的數(shù)字0、1、2、3改成0、10、20、30……，讀寫(xiě)速度就放慢了10倍，就是改成100、200、300……，放慢100倍也沒(méi)有問(wèn)題，我用10秒鐘讀出18B20的溫度都不會(huì)出錯(cuò)，唯一就是沒(méi)有做過(guò)讀寫(xiě)單個(gè)字節(jié)最小時(shí)間的試驗(yàn)，因?yàn)槲矣貌恢。烙?jì)2000Hz左右的頻率就是極限了，實(shí)在不行，樓主只有換讀出時(shí)間更短的溫度傳感器或者雙CPU。

ID:213173 · 發(fā)表于 2021-5-4 18:45

hoodieboi 發(fā)表于 2021-5-2 21:56
謝謝了 pwm周期太大了控制電機(jī)轉(zhuǎn)的不流暢只能暫時(shí)這樣了

如果樓主實(shí)在協(xié)調(diào)不了兩者沖突可以換有內(nèi)置PWM的MCU。如STC15系列。

ID:1075970 · 發(fā)表于 2023-7-27 00:05

hoodieboi 發(fā)表于 2021-5-2 21:56
謝謝了 pwm周期太大了控制電機(jī)轉(zhuǎn)的不流暢只能暫時(shí)這樣了

樓主，用了那么多全局變量啊……

ID:1085441 · 發(fā)表于 2023-7-27 01:30

2個(gè)辦法，一是單獨(dú)用一個(gè)單片機(jī)都1820溫度，再發(fā)給主單片機(jī)。
而是，換I2C接口的溫度傳感器，中斷不影響讀溫度數(shù)據(jù)。

ID:1015233 · 發(fā)表于 2023-7-27 08:20

如果控制器是STM32的話(huà)，PWM輸出建議用CCR比較器輸出，可以一個(gè)定時(shí)器多通道，不需要中斷就可以產(chǎn)生。所以就可以避免被打斷。MSP430F5529也是可以的。如果是51單片機(jī)這種的話(huà)，那就很難搞了。極個(gè)別STC里面有一些專(zhuān)門(mén)產(chǎn)生PWM波形的寄存器，可以直接調(diào)用，不過(guò)，難度會(huì)大一些。不過(guò)可以嘗試

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關(guān)于ds18b20與單片機(jī)定時(shí)器中斷共存