Обработка данных с термодатчика

dimanfet · 10.10.2010, 11:57

Доброго времени суток!
И сразу к проблеме.
Разрабатываю термометр на PIC'е, датчик DS18S20, и трёх разрядный семисегмент. Вывод цифр на семисегмент я уже освоил. данные с датчика идут в МК, но мой алгоритм (взятый из описания библиотеки OneWire из компилятора microc pro) показывает крокозябры на индикаторе. Дело не в перепутанных ношках или полярностях...
Вот функция, которая в экзэмпле отправляет данные на lcd:

Код:

...
const unsigned short TEMP_RESOLUTION = 9;

char *text = "000.0000";
unsigned temp;

void Display_Temperature(unsigned int temp2write) {
  const unsigned short RES_SHIFT = TEMP_RESOLUTION - 8;
  char temp_whole;
  unsigned int temp_fraction;

  // Check if temperature is negative
  if (temp2write & 0x8000) {
     text[0] = '-';
     temp2write = ~temp2write + 1;
     }

  // Extract temp_whole
  temp_whole = temp2write ›› RES_SHIFT ;

  // Convert temp_whole to characters
  if (temp_whole/100)
     text[0] = temp_whole/100  + 48;
  else
     text[0] = '0';

  text[1] = (temp_whole/10)%10 + 48;             // Extract tens digit
  text[2] =  temp_whole%10     + 48;             // Extract ones digit

  // Extract temp_fraction and convert it to unsigned int
  temp_fraction  = temp2write ‹‹ (4-RES_SHIFT);
  temp_fraction &= 0x000F;
  temp_fraction *= 625;

  // Convert temp_fraction to characters
  text[4] =  temp_fraction/1000    + 48;         // Extract thousands digit
  text[5] = (temp_fraction/100)%10 + 48;         // Extract hundreds digit
  text[6] = (temp_fraction/10)%10  + 48;         // Extract tens digit
  text[7] =  temp_fraction%10      + 48;         // Extract ones digit

  // Print temperature on LCD
  Lcd_Out(2, 5, text);
}

И аргумент, с которым вызывается эта функция:

Код:

...
temp =  Ow_Read(&PORTE, 2);
    temp = (Ow_Read(&PORTE, 2) ‹‹ 8) + temp;

    //--- Format and display result on Lcd
    Display_Temperature(temp);
...

Всё. это для меня была отправная точка. Моему индикатору требуется 3 цыфры. я их получить никак не могу... сказывается отсутсвие знаний по битовой логике и опираций с битами/байтами.
Как этот алгоритм можно переделать для получения числа в формате '00.0'?

Я пытался так, но ничего не вышло:

Код:

...
 temp =  Ow_Read(&PORTA, 4); //получил dWord с датчика, здесь первый байт - знак(+/-) а второй - температура
 temp = temp && 0x00FF; //здесь записываю в temp только второй байт
 а дальше просто не знаю как делать.. что мне даст temp[0], temp[1] и т.д.... единицы и нули, или цифры десятичного числа?

простите, может не очень ясно изложил свои мысли... если что спрашивайте.
Очень прошу помощи... и не отсылайте пожалуйста на готовые проекты... хочется понять как работать с принятыми байтами и таки сделать самому.

---Дополнено---
Забыл упомянуть, индикатор работает от прерываний TMR0. так что я пологаю, достаточно что б конечное число просто фигурировало в теле программы... а прервывания его возьмут и покажут)

urry · 10.10.2010, 19:05

все чуть сложнее. Прерывания от таймера будут размазывать временные слоты, необходимые для термодатчика, поэтому пока на время измерения запрещайте индикацию.
Дальше, получаем 3 цифры из Вашей функции, которые будут поступать на индикатор

Код:

void Display_Temperature_7_seg(unsigned int temp2write) {
  const unsigned short RES_SHIFT = TEMP_RESOLUTION - 8;
  char temp_whole;
  unsigned int temp_fraction;

  // Check if temperature is negative
  if (temp2write & 0x8000) {
     text[0] = '-';
     temp2write = ~temp2write + 1;
     }

  // Extract temp_whole
  temp_whole = temp2write ›› RES_SHIFT ;

  // Convert temp_whole to characters
  if (temp_whole/100)
     text[0] = temp_whole/10  ;/* здесь убираем 48, потому что Ваш знакогенератор наверняка начинаeтся с 0*/
  else
     text[0] = 0 ;
//в текст0 - десятки ввели
  text[1] = temp_whole%10 ;             
 // здесь единицы

  // Extract temp_fraction and convert it to unsigned int
  temp_fraction  = temp2write ‹‹ (4-RES_SHIFT);
  temp_fraction &= 0x000F;
  temp_fraction *= 625;

  // Convert temp_fraction to characters
  text[2] =  temp_fraction/1000 ; // здесь десятые градуса

dimanfet · 10.10.2010, 22:31

Спасибо) сдвинулось дело... про "+ 48" я успел догадаться сам, но вот помаргивание и изредка пробегание ложных показаний на индикаторе не могу устранить... дело в том, что опрос датчика по даташиту, идёт через каждие 750мс... у меня в программе делай 500мс.
А если, как вы говорите на время измерений запрещять прерывания, то не будут ли эти измерения занимать много времени?, может стоит поставить кварц? насколько я понимаю при большей частоте время на выполнение команд будет тратится меньше, т.к. тактов в секунду будет значительно больше?
Мои размышления верны?)

urry · 10.10.2010, 22:53

Нет, даже при высокой частоте будет видно мерцание разрядов.
Запретить прерывание - промаргивание будет, не будет ложной выдачи.
Единственный выход для комфортной работы - ручками переписать библиотеку чтения с датчика, в конце прерывания таймера ставить флаг - разрешение выдачи байта, в основном цикле анализировать - сбрасывать его и выдавать байт на шину, укладываясь в эти 5 миллисекунд или сколько Вы там выделили на регенерацию дисплея.

Easyrider83 · 10.10.2010, 23:08

Проще вывод индикации написать на асме. Задержка в 20мкс врядли испортит показания датчика.

dimanfet · 10.10.2010, 23:58

ОК, на асм буду переводить, когда доделаю на С, так легче для понимания.

Теперь вопрос следующий. в даташите есть формула расчёта более точных показаний датчика, т.е. порог будет 0,1 гр.Ц. а не 0,5 как обычно при считывании 0-го и 1-го байта.

формула такая:

Код:

Temperature = Tc_100 – 0.25 + (COUNT_PER_C - COUNT_REMAIN)/ COUNT_PER_C

здесь:
Tc_100 - вычисленная температура с точностью 0,5 гр.Ц
COUNT_PER_C - содержится в седьмом байте // и дописано (A0h) - это, как я понял указание на бит? поясните плиз ктонить
COUNT_REMAIN - шестой байт и так же подписано 0Ch.
так вот, как мне получить с этот шестой и седьмой байты в синтаксисе C?

urry · 11.10.2010, 08:37

Вы не можете принять только первые 2 байта, для вычисление кс принимаете весь пакет в массив. Т.е. где-то они есть. Где именно - разбирать библиотеку чтения.
И не обольщайтесь особенно насчет точности -0.1 градуса не будет.
В шите написано - полградуса, значит, полградуса.
И второй вопрос - читаете Вы как 18В20, а у Вас 18S20 ?

dimanfet · 11.10.2010, 11:38

Будем читать разбирать

а что именно я читаю не так? даташит по 18s20, а в программе врде читаю как S, т.к. TEMP_RESOLUTION изначально приравниваю 9 - а это и есть разрядность датчика. у 18B20 она 12 бит. Я ответил на ваш вопрос?

picavr · 11.10.2010, 15:16

Сообщение от dimanfet

А если, как вы говорите на время измерений запрещять прерывания, то не будут ли эти измерения занимать много времени?

Такие задачи я делаю методом мультиплексирования обработки задач требующих синхронизации:

Я совместил обработку 1WIRE и вывод на АЛС в одном прерывании.
Прерывание таймера 500 микросекунд. В каждом прерывании происходит отсчёт счётчика вывода на АЛС. А в основной програме делать ничего не остаётся.

Например период вывода на индикатор = 15 милисек, для исключения мерцаний инидкатора видимых глазом. Счётчик считает до 15000/500 = 30. Вывод на каждый сегмент в течение 1-2-3-4-5 прерываний, от этого зависит яркость. Для уменьшения пульсаций вывод разрядов распределить равномерно по времени. Каждый разряд выводится с временем кратным 500 микросек, от количества проходв в которых выводится состояние разрядов - зависит яркость.

например:
Счётчик=1, вывод на 1 разряд
Счётчик=11, вывод на 2 разряд
Счётчик=21, вывод на 3 разряд
в остальные отсчёты счётчика ничего не выводим на АЛС, то есть гасим все сегменты.

или так, яркость в 2 раза больше.
Счётчик=1,2, вывод на 1 разряд
Счётчик=11,12, вывод на 2 разряд
Счётчик=21,22, вывод на 3 разряд

или так, яркость в 3раза больше.
Счётчик=1,2,3 - вывод на 1 разряд
Счётчик=11,12,13 - вывод на 2 разряд
Счётчик=21,22,23 - вывод на 3 разряд

Из 500 микросекунд тратится 10-20 на обработку АЛС.

обработка 1WIRE.
С периодом в 500 микросек выводятся таймслоты чтения и записи.

То есть за одно прерывание таймера пишется или читается 1 бит... шина 1WIRE это позволяет, делать паузы между таймслотами. Таким образом из 500 микросекунд на обработку шины будет тратится максимум 120 микросекунд для формирования таймслота записи в шину бита.
А в остальное время 20-30 микросеунд.

Организовываем счётчик = 800000микросек(время имерения)/500(период прерывания)= 1600 проходов прерывания таймера это время для измерения датчиком температуры.

Теперь счётчик проходов считывания значения температуры из датчика =
50(проходов)*500 (прерывания таймера) = 25 милисек:

1 проход - старт формирование импульса сброса
2 проход - окончение формирование импульса сброса и считывание импульса присутствия, если его нет то переходим к времени ожидания между опросами.
3-10 проходы на запись команды пропуска сравниения номера
11-18 проходы на запись команды чтения температуры
19-26 проходы на чтения 1 го байта температуры
27-34 проходы на чтения 2 го байта температуры
35-42 проходы на запись команды пропуска сравниения номера
43-50 проходы на запись команды пуска измерения температуры датчиком
и далее опять 1600 проходов для ожидания конца измерения.

Возможно конечно добавить и чтение всей РАМ датчика для отсчёта контрольной суммы, но обычно для такой задачи хватает простого счётчика повторов считаных значений и вывод на индикацию только повторяющиеся несколько раз значения температуры.

Таким образом процессы вывода на АЛС и опроса датчика синхронны и не мешают друг другу.
Естественно период можно взять и другой, в пределах 100 -1000 микросекунд, в зависимости от того что ещё нужно обрабатывать.