Статья №12

В продолжении начатой темы о протоколах шин I2C и 1-Wire, я хотел бы вас ознакомить со схемой на Рис.1. Здесь изображены часы DS1307 и датчик температуры, подключённые к микроконтроллеру ATtiny2313. Время и температура отображаются на ЖК – дисплее типа MT-16S2H. Подробнейшее описание подключения ЖКИ, а также микросхемы часов и датчика температуры вы найдёте в предыдущих статьях по Bascom.

Рис.1 - Схема подключения часов DS1307 и термометра DS1821

Микросхема часов реального времени работает по протоколу I2C (к стати, что такое протокольный уровень или «рожа твоя протокольная» вы без труда найдёте также в предыдущих статьях), а датчик температуры - по 1-Wire. Невольно возникает логичный вопрос: почему датчик и часы работают в разных протоколах, и почему бы не использовать датчик температуры, работающий как и DS1307 по I2C (например, описанный ранее Lm76)?

Увы, господа, к величайшему сожалению программной памяти микроконтроллера ATtiny2313 не хватает и этот логичный вариант (например, с Lm76) превышает объём программной памяти на 38%.

За простоту разработок в Bascom необходимо платить. Ибо сам Bascom занимает от 20 – 30% программной памяти микроконтроллера.

По 7 – 10% памяти занимают такие команды, как “Lcd”, “Print”, “Input” и плюс ещё идущие за ними строковые переменные.

Однако, нам всё же удалось реализовать схему часы – термометр, пусть и на «гибридной основе», а именно – DS1307 по шине I2C, а DS1821 по шине 1-Wire. Но, следует отметить, что данная программа занимает 98% памяти микроконтроллера и, поэтому работает как говорят : «на пределе».

Суть работы данного устройства состоит в том, что происходит последовательный опрос времени с DS1307 по I2C и температуры по 1-Wire c DS1821.

Работа этих устройств по отдельности подробно рассматривалась в предыдущих статьях, поэтому не будем останавливаться на этом . Основное отличие заключается в том, что задание часов и минут происходит с терминала Bascom, т.е. с клавиатуры персонального компьютера (ПК).

При использовании команды Input “Enter…” в программе микроконтроллера в терминале появляется надпись “Enter…”. Это происходит как при эмуляции программы, так и при её симуляции (см.Рис.2).

Рис.2

Дело в том, что Bascom использует функцию «эхо», с которой вы уже встречались по предыдущим статьям (где описывалась работа RS-232 – UART). При желании эту функцию можно отключить, если вы хотите использовать другую программу для работы с контроллером, и она не может отрабатывать символы «эхо»:

Echo off

Прерывание программы и его обработка по установке часов и минут происходит при нажатии любой клавиши на клавиатуре ПК.

На экране терминала появляется надпись:” Enter Minut (0-59)=”. Затем поле ввода значений минут и нажатия кнопки “Enter” на клавиатуре ПК в терминале появляется другая надпись: “Enter Houer (0-59)=”, которая требует ввести значение часов. После ввода значений минут и часов программа записывает их по I2C в микросхему часов DS1307 и переходит в основной цикл, где происходит чтение часов и минут с DS1307 по I2C, а также считывание температуры по 1-Wire с микросхемы DS1821. Текст программы “Clock+Termo” с подробными комментариями приводится ниже :

$regfile = "attiny2313a.dat" 'настройки

$crystal = 4000000

$hwstack = 40

$swstack = 16

$framesize = 32

Config Sda = Portb.5 'конфигурация I2C

Config Scl = Portb.7

Config I2cdelay = 10

Config Pind.1 = Output 'TxD

Config Pind.0 = Input 'RxD

'инициализация часов

Const Adressr = &B11010001 'команда-cчитывание

Const Adressw = &B11010000 'команда-запись

Const Minadress = &H01 'адрес регистра минут

Const Clockadress = &H02 'адрес регистра часов

Const Uprbyte = &B00010000 'знач. регистра управления

Const Upradress = &H07 'адресс регистра управления

Const Clock24 = 0 '24-x часовой режим работы

'определение переменных часов

Dim Minut As Byte

Dim Eminut As Byte

Dim Clock As Byte

Dim Eclock As Byte

Dim Tens As Byte

Dim Ones As Byte

Dim Z As Integer

Declare Sub Ed ’определение подпрограммы

'инициализация термометра

Config 1wire = Portb.6 'конфигурирование вывода под под однопроводный протокол

Const Startt = &HEE 'команда начала преобразования

Const Readt = &HAA 'команда чтения температуры

Const Status = &B11000001 'значение регистра статуса

Const Adresst = &H0C 'команда записи в регистр статуса

Dim T As Byte 'определение переменных термометра

Dim Znak As Byte

1wreset 'cброс шины 1-Wire

1wwrite Adresst , 1 'запись в регистр статуса (режим одиночного ‘измерения)

1wwrite Status , 1

Waitms 10

On Urxc Button 'определение подпрограммы прерываний

I2cstart 'запись байта в регистр упрaвления

I2cwbyte Adressw

I2cwbyte Upradress

I2cwbyte Uprbyte

I2cstop

Enable Interrupts 'разрешение прерываний

Enable Urxc 'разрешение прерываний по приёму

Do 'считывание минут и часов из DS1307

'I2cstart

'I2cwbyte Adressr

'I2cwbyte Minadress

'I2crbyte Minut , Ack 'считывание минут

'I2crbyte Clock , Nack 'считывание часов

'I2cstop

Eminut = Minut And &B00001111 ’преобразование знач. час. и мин в bin cod

Minut = Minut And &B11110000

Shift Minut , Right , 4

Eclock = Clock And &B00001111

Clock = Clock And &B11110000

Shift Clock , Right , 4

Cls

1wreset ’определение температуры

1wwrite Startt , 1 'запуск преобразования

1wwrite Readt , 1 'чтение температуры

T = 1wread(1)

Znak = T And &B10000000 'выделение знака температуры

If Znak = 128 Then 'если знак =1 (-)

Lcd " -" 'то отображение знака на ЖКИ "-"

End If

T = T And &B01111111 'определение температуры

Lcd " " ; T ; " C" ’отображение температуры на ЖКИ

Lowerline ’переход на нижнюю строку ЖКИ

Lcd " " ; Clock ; Eclock ; ":" ; Minut ; Eminut 'индикация на ЖКИ часов и ‘минут

Loop ’ конец основного цикла

Button: 'установка (прерывание по приёму)

Input "Enter Minutes (0-59) =" , Minut 'ввод минут

Input "Enter Houers (0-23) = " , Clock 'ввод часов

I2cstart 'задание 24-х часового режима работы

I2cwbyte Adressw

I2cwbyte Clockadress

I2cwbyte Clock24

I2cstop

Z = Minut

Call Ed 'вызов подпрограммы

Eminut = Ones ' единицы минут

Minut = Tens ' десятки минут

Shift Minut , Left , 4

Z = Clock

Call Ed 'вызов подпрограммы

Eclock = Ones ' единицы часов

Clock = Tens ' десятки часов

Shift Clock , Left , 4

Minut = Eminut + Minut 'двоично-десятичный код минут

Clock = Clock + Eclock ' тоже часов

I2cstart 'запись cекунд, минут и часов в DS1307 в двоично-‘десятичном коде

I2cwbyte Adressw

I2cwbyte &H00 'пуск часов (адрес секунд)

I2cwbyte &H00 ’запись секунд в DS1307

I2cwbyte Minut ’запись минут в DS1307

I2cwbyte Clock ’запись часов в DS1307

I2cstop

Return

Sub Ed 'подпрограмма выделения единиц и десятков

Tens = 0

Ones = 0 'приём числа

Do 'выделение десятков

Z = Z - 10

If Z < 0 Then Exit Do

Tens = Tens + 1

Loop

Z = Z + 10 'выделение единиц

Ones = Z

End Sub

End 'end program

В продолжении темы я хочу вас познакомить с тем, как использовать микросхему DS1821 в качестве термостата.

Допустим у вас есть инкубатор, где температура должна быть поддержена в пределах от +40 до + 50 градусов по Цельсию (я говорю примерно). Тогда в верхний регистр микросхемы TH мы должны записать 50, а в нижний TL 40 (градусов по Цельсию). При этом нагреватель должен включатся при температуре ниже +40 и выключаться при температуре , превысившей +50 градусов.

Программировать микросхему, как термостат, лучше всего с помощью адаптера, схема которого была приведена в предыдущей статье и программного обеспечения, которое вы без труда отыщете в интернете (на сайте фирмы – производителя). На практике все так и делают. Окно для программирования представлено на Рис.3. Вам останется лишь указать температурные пределы TH , TL и нажать кнопку “Thermostat”. Данные значения поступят в энергонезависимую память. При этом активным уровнем термостата будет низкий уровень, т.е. до температуры 50 (+/- 1) градусов уровень на линии данных будет высоким, а при превышении сменится на низкий и будет оставаться таким пока температура не опустится ниже 40 (+/- 1) градусов.