khảo sát và ứng dụng các thiết bị theo chuẩn truyền 1 wire

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN KHẢO SÁT VÀ ỨNG DỤNG CÁC THIẾT BỊ THEO CHUẨN TRUYỀN 1-WIRE S K C 0 9 MÃ SỐ: SV88-2009 S KC 0 9 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM  ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN: KHẢO SÁT VÀ ỨNG DỤNG CÁC THIẾT BỊ THEO CHUẨN TRUYỀN 1-WIRE MÃ SỐ: SV2009-88/KHCN-SV THUỘC NHĨM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT NHĨM THỰC HIỆN : NGUYỄN MINH QUYỀN GVHD : ThS NGUYỄN ĐÌNH PHÚ ĐƠN VỊ : KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TP HỒCHÍ MINH – 3/2010 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG TĨM TẮT ĐỀ TÀI .2 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI .4 II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU III NỘI DUNG GIAO THỨC 1-WIRE 1.1 Giới thiệu 1Wire 1.2 Tính tiện ích 1Wire .5 1.3 Giao thức 1Wire .5 1.4 Bốn hoạt động Giao thức 1Wire 1.5 Quy trình giao tiếp với thiết bị 1Wire 1.6 Topo mạng CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DS18B20 2.1 Giới thiệu cảm biến DS18B20 2.2 Mơ tả cảm biến DS18B20 2.3 Tổng quan DS18B20 2.4 Các hoạt động cảm biến DS18B20 2.5 Nguồn DS18B20 11 2.6 Mã 64 bit Lasered ROM .12 2.7 Bộ nhớ (MEMORY) .12 2.8 Thanh ghi cấu hình 13 2.9 Hệ thống Bus 1-Wire 14 ADDRESSABLE SWITCH DS2405 19 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú 3.1 Tính DS2405 19 3.2 Mơ tả DS2405 19 3.3 Tổng quan DS2405 19 3.4 Hệ thống Bus 1-Wire 20 EEPROM DS2433 22 4.1 Tính 22 4.2 Mơ tả 22 4.3 Tổng quan DS2433 22 4.4 Nguồn kí sinh (parasite power) .22 4.5 Cấu trúc phân tầng mạng 1-Wire 23 4.6 64-BIT LASERED ROM .23 4.7 Bộ nhớ (Memory) 23 4.8 Thanh ghi địa trạng thái 24 4.9 Các lệnh chức EEPROM DS2433 24 THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MẠCH ỨNG DỤNG 27 5.1 Phần cứng .27 5.2 Sơ đồ ngun lý mạch in 29 5.3 Phần mềm .32 IV KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 35 TÍNH KHOA HỌC 35 KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG VÀO THỰC TẾ 35 HIỆU QUẢ KINH TẾ - XÃ HỘI 35 PHẦN III: KẾT LUẬN 36 I KẾT LUẬN 36 II ĐỀ NGHỊ 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú TĨM TẮT ĐỀ TÀI Nhóm thực đề tài: “KHẢO SÁT VÀ ỨNG DỤNG CÁC THIẾT BỊ THEO CHUẨN TRUYỀN 1-WIRE” nhằm tìm hiểu cách chi tiết có nhìn rõ ràng việc ứng dụng thiết bị theo chuẩn 1Wire Nội dung đề tài bao gồm:  Khảo sát giao thức 1-Wire, cách thức để thiết bị 1Wire giao tiếp sử dụng mạng  Tìm hiểu datasheet, cấu trúc phần cứng, phần mềm giao tiếp với thiết bị 1Wire cụ thể như: Cảm biến nhiệt độ DS18B20, Addressable Switch DS2405, EEPROM DS2433  Thiết kế thi cơng mạch ứng dụng Cảm biến DS18B20 việc giám sát điều khiển nhiệt độ Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Mọi người biết nhiều chuẩn I2C, RS232-RS485, SPI Nhưng chuẩn 1Wire mẻ giới Sinh Viên đời sống Vì nhóm định thực đề tài: “KHẢO SÁT VÀ ỨNG DỤNG CÁC THIẾT BỊ THEO CHUẨN TRUYỀN 1WIRE” nhằm tìm hiểu cách chi tiết có nhìn rõ ràng việc ứng dụng thiết bị theo chuẩn 1Wire II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU  Chuẩn 1Wire hãng Dalas Semiconductor phát triển 1-Wire chuẩn cơng nghiệp chấp nhận tồn song song với chuẩn cơng nghiệp khác I2C, RS232-RS485, SPI  Chuẩn 1Wire có nhiều ưu điểm chuẩn trước, nhỏ gọn linh kiện, giao thức đơn giản, chặt chẽ Cho phép điều khiển giám sát cách tối ưu  Tuy nhiên, chuẩn 1Wire vấn đề mẻ Các bạn Sinh Viên người chưa tìm hiểu rõ cách thức ứng dụng thiết bị thực tiễn Nhằm đem lại hiệu cao cơng việc Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Nghiên cứu giao thức 1-Wire, ứng dụng việc điều khiển giám sát thiết bị mạng 1Wire, theo phương thức Master – Slave II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Tham khảo tài liệu  Tham khảo ý kiến giáo viên hướng dẫn đề tài  Tham khảo ý kiến giáo viên khoa Điện-Điện Tử bạn tìm hiểu 1Wire  Phương pháp thực nghiệm III NỘI DUNG GIAO THỨC 1-WIRE 1.1 Giới thiệu 1Wire  Giao thức: truyền thơng cáp xoắn đơi với linh kiện 1Wire mạng 1Wire  Mạng 1Wire kết nối theo phương thức đa điểm Master\Slave, với điện trở kéo lên nhằm cung cấp điện áp tối thiểu 5V mạng  Mạng 1Wire gồm thành phần chính:  Master điều khiển phần mềm (Vi điều khiển)  Dây dẫn đầu nối có liên quan  Các thiết bị 1Wire 1.2 Tính tiện ích 1Wire  Mỗi linh kiện 1Wire gồm mã 64 bit lưu trữ ROM, xem địa mạng Cho phép truy xuất đến linh kiện riêng lẻ mạng Địa 64bit chia làm phần: bit trọng số nhỏ chứa Rom Code họ 1Wire (family codes), cho phép nhận dạng kiểu linh kiện (device type) 48 bit tiếp theo, chứa chuỗi số liên tục nhất, địa mạng 1Wire bit có trọng số lớn chứa mã CRC (Cyclic Redundancy Check)  Thiết kế với giao thức đơn giản cho phép vừa cung cấp tín hiệu điều khiển nguồn 1.3 Giao thức 1Wire Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú  Giao thức 1Wire sử dụng mức logic CMOS/TTL (maximum 0.8V cho logic “0” minimum 2.2V cho logic “1”)  Cả Master Slave cho phép truyền liệu theo chế độ bán song cơng (halfduplex) Master khởi tạo điều khiển Slave  Dữ liệu chuỗi byte chuỗi bit, với liệu đọc ghi bit có trọng số nhỏ (LSB)  Tín hiệu truyền tn thủ theo khe thời gian (time slots)  Đồng hồ hệ thống (System clock) khơng cần thiết Mỗi linh kiện 1Wire có dao động riêng, đồng với xung cạnh xuống (falling edge) Master 1.4 Bốn hoạt động Giao thức 1Wire 1.4.1 Bảng tóm tắt hoạt động 1Wire 1.4.2 Dạng sóng giao thức 1Wire 1.5 Quy trình giao tiếp với thiết bị 1Wire Đề tài nghiên cứu khoa học Reset bus 1Wire GVHD: Nguyễn Đình Phú Chọn thiết bị Sử dụng tập lệnh tương ứng với thiết bị Đầu tiên, Master ban hành lệnh “reset” để đồng thiết bị Bus Sau đó, Master chọn Slave muốn giao tiếp, cách sử dụng Rom Code Slave Một có Slave chọn, Slave khác bị bỏ qua, lệnh “reset “ khác ban hành Sau Slave chọn, Master ban hành lệnh để đọc ghi liệu lên Slave Mặc dù, Slave có giao thức chức sử dụng khác Nhưng tất Slave có cách thức lựa chọn để giao tiếp 1.6 Topo mạng 1.6.1 Mạng 1Wire đơn giản: phạm vi giao tiếp mạng lên tới 5m 1.6.2 Mạng 1Wire tiêu biểu: sử dụng cáp xoắn đơi UTP, chiều dài mạng lên tới 125m Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ DS18B20 2.1 Giới thiệu cảm biến DS18B20  Chỉ cần chân cho việc giao tiếp 1-wire  Mỗi linh kiện có mã 64-bit lưu trữ ROM  Có khả ứng dụng việc đo lường nhiệt độ hệ thống đa điểm phân tán (Multidrop Distributed)  Có thể cấp nguồn từ đường liệu (Data Line) Nguồn cung cấp khoảng 3.0V- 5.5V  Nhiệt độ đo khoảng -55°C +125°C (-67°F - +257°F)  Trong khoảng -10°C - +85°C , độ xác ±0.5°C  Độ phân giải nhiệt kế, cho phép người dùng tùy chọn từ 9-12 bit  Thời gian chuyển đổi tối đa 750ms ( data 12 bit)  Có dạng đóng gói: 8-Pin SO (150 mils), 8-Pin μSOP, and 3-Pin TO-92 Packages  Ứng dụng điều khiển điều chỉnh nhiệt độ, hệ thống cơng nghiệp, sản xuất tiêu dùng, nhiệt kế hệ thống nhạy cảm với nhiệt độ 2.2 Mơ tả cảm biến DS18B20 DS18B20 cung cấp 9-12 bit để đo nhiệt độ dạng độ C giao tiếp Bus dây với xử lý trung tâm Nhiệt độ đo khoảng -55°C - +125°C (67°F - +257°F) Trong khoảng -10°C - +85°C , độ xác ±0.5°C Ngồi ra, DS18B20 rút nguồn trực tiếp từ đường dây liệu => gọi “nguồn kí sinh” (“parasite power”) Có thể thay cho việc sử dụng nguồn ngồi Mỗi DS18B20 có mã 64-bit, cho phép nhiều DS18B20 thực chức Bus 1-Wire Vì vậy, dễ dàng sử dụng vi xử lý để điều khiển nhiều DS18B20 phân tán diện tích rộng Một ứng dụng có ích từ sử dụng tính bao gồm: điều khiển mơi trường HVAC (Heating, Ventilating, and Air Conditioning), hệ thống giám sát nhiệt độ bên tòa nhà, thiết bị, máy móc… Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú READ SCRATCHPAD COMMAND [AAH] Lệnh sử dụng để xác nhận liệu vùng tạm địa đích có xác hay khơng Sau ban hành lệnh đọc vùng tạm, Master bắt đầu đọc byte địa đích Byte byte E/S, theo sau liệu vùng tạm, byte offset (T4:T0) Sau Master đọc hết liệu vùng tạm, tất liệu đọc mức “1” COPY SCRATCHPAD [55H] Lệnh sử dụng để copy liệu từ vùng tạm sang EEPEOM Sau ban hành lệnh Copy Scratchpad [55h] , Master phải cung cấp byte cho phép (authorization byte), byte nhận q trình đọc vùng tạm để xác nhận liệu Khi byte cho phép kết hợp xác với ghi địa (TA1, TA2, E/S), cờ AA set q trình copy bắt đầu READ MEMORY [F0H] Lệnh sử dụng để đọc tồn vùng nhớ EEPEOM Sau ban hành lệnh Read Memory [F0h], Master phải cung cấp byte địa đích Sau Master bắt đầu đọc từ địa đích hết vùng nhớ 25 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú THIẾT KẾ PHẦN CỨNG VÀ THI CÔNG MẠCH ỨNG DỤNG DS18B20 5.1 Phần cứng t o Cảm biến nhiệt độ Khối giao tiếp máy tính Khối hiển thò Khối xử lý trung tâm Khối điều khiển công suất Khối nguồn 5.1.1 Khối xử lí trung tâm Khối sử dụng vi điều khiển Atmega16 để thu nhận tín hiệu, giao tiếp máy tính điều khiển  Port B : Chân PB7: truyền nhận tín hiệu với cảm biến Chân PB3: dùng để xuất chuỗi PWM  Port D : Chân PD0 PD1 dùng cho việc truyền nhận tín hiệu máy tính 5.1.2 Khối điều khiển cơng suất 26 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú Sử dụng Opto – Triac điều khiển thay đổi công suất tải dựa theo xung PWM VĐK truyền tới Loại opto dùng MOC3020, Triac dùng BT136 Tải bóng đèn có công suất 40W điện áp sử dụng 220V , nhiệt độ tối đa lên tới 90oC 5.1.3 Khối cảm biến Cấp nguồn vào chân (Gnd) (Vcc) cảm biến , tín hiệu chân 2(DQ) tất cảm biến đưa vào chân chân PB7 5.1.4 Khối giao tiếp máy tính Điện áp từ cổng nối tiếp (COM) theo chuẩn RS232 mức điện áp -3V đến -15V, mức điện áp +3V đến +15V 27 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú Mặt khác vi điều khiển hoạt động chuẩn điện áp TTL (0V 5V) nên kết nối trực tiếp vi điều khiển máy tính Sử dụng vi mạch MAX232 nhằm chuyển đổi điện áp chuẩn RS232 sang TTL ngược lại Max232 có hai kênh, kênh gồm cặp tín hiệu vào Sử dụng kênh kết nối máy tính vi điều khiển Các tụ điện chọn 10µF giới hạn nhà sản xuất vi mạch Max232 5.1.5 Khối nguồn Để đảm bảo điện áp ngõ dựa vào điều kiện thực tế, trường hợp phương án sử dụng nguồn từ USB phù hợp 5.2 Sơ đồ ngun lí mạch in 5.2.1 Sơ đồ ngun lí mạch in mạch 28 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú 29 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú 5.2.2 Sơ đồ ngun lí mạch in mạch phụ 30 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú 31 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú 5.3 Phần mềm Ngôn ngữ C sử dụng viết chương trình cho vi điều khiển Một trình biên dòch ngôn ngữ C sử dụng phổ biến CodeVisionAVR C Compiler Với hàm, thư viện tích hợp sẵn giúp người lập trình thuận tiện việc thiết lập cấu hình, module vi điều khiển tiết kiệm thời gian lập trình Các hàm sử dụng chương trình nằm thư viện : mega16.h , ds18b20.h , stdio.h 5.3.1 Giới thiệu hàm sử dụng a) Các hàm giao thức 1-Wire Sau #include 1wire.h, ta cần phải khai báo chân VĐK dùng để giao tiếp với thiết bị 1Wire Ví dụ: 1Wire kết nối tới Port B VĐK bit 32 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú #asm equ w1_port=0x18; PORTB equ w1_bit=0 #endasm Bởi hàm 1Wire cần xác mặt thời gian, khơng cho ngắt xảy q trình thực chúng Các hàm 1Wire gồm có:  unsigned char w1_init(void) Khởi tạo thiết bị 1Wire Bus Hàm trả có thiết bị khơng có  unsigned char w1_read(void) Đọc 1Byte Bus 1Wire  unsigned char w1_write(unsigned char data) Ghi 1Byte liệu lên Bus Hàm trả q trình ghi hồn tất ngược lại  unsigned char w1_search(unsigned char cmd,void *p) Trả số lƣợng thiết bị kết nối Bus 1Wire Dĩ nhiên khơng có thiết bị hàm trả cmd: gán lệnh Search ROM (F0h), Alarm Search (ECh) để gửi tới thiết bị 1Wire Con trỏ p trỏ tới vùng nhớ SRAM, dùng để lưu trữ byte Rom Code thiết bị Sau byte thứ 8, xuất byte trạng thái thứ 9, chứa bit trạng thái trả từ thiết bị (ex: DS2405) Vì vậy, phải cấp phát cho thiết bị Bus vùng nhớ SRAM khoảng byte b) Các hàm giao tiếp với cảm biến DS18B20  unsigned char ds18b20_read_spd(unsigned char *addr) Hàm đọc nội dung SPD ( Scratch Pad ) cảm biến DS18B20, với Rom Code lưu trữ mảng byte liệu, có địa addr Hàm trả giá trị thành cơng xảy lỗi 33 Đề tài nghiên cứu khoa học  unsigned GVHD: Nguyễn Đình Phú char ds18b20_init(unsigned char *addr,signed char temp_low,signed char temp_high,unsigned char resolution) Hàm thiết lập mức cảnh báo nhiệt độ (temp_low, temp_high) xác định độ phân giải cho cảm biến DS18B20 Việc xác định độ phân giải ảnh hưởng đến kết nhiệt độ DS18B20_ 9BIT_RES sử dụng bit để đo lường nhiệt độ (0.5°C) DS18B20_10BIT_RES sử dụng 10 bit để đo lường nhiệt độ (0.25°C) DS18B20_11BIT_RES sử dụng 11 bit để đo lường nhiệt độ (0.125°C) DS18B20_12BIT_RES sử dụng 12 bit để đo lường nhiệt độ (0.0625°C) Hàm trả giá trị thành cơng ngược lại Nhiệt độ cảnh báo độ phân giải lưu trữ vùng tạm SRAM EEPROM DS18B20 Rom Code thiết bị lưu trữ mảng byte addr kiểm tra trạng thái cảnh báo cảm biến cách sử dụng lệnh  float ds18b20_temperature(unsigned char *addr) Hàm trả giá trị nhiệt độ cảm biến DS18B20, với Rom Code lưu địa addr Giá trị trả dạng °C, xảy lỗi giá trị trả -9999 Lưu ý: Trước sử dụng hàm ds18b20_temperature lần hàm ds18b20_init phải sử dụng để xác định độ phân giải cảm biến 5.4 Lưu đồ chương trình Bắt đầu Khởi tạo 1Wire, RS233 Chọn thiết bị cần hiển thị S Cập nhật giá trị nhiệt độ thiết bị dược chọn Đ Hiển thị nhiệt độ máy tính 34 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú 5.5 Giao diện Giao diện cho phép lựa chọn cảm biến mạng 1Wire, hiển thò giá trò nhiệt độ máy tính Phần mềm Teechart cho phép vẽ biểu đồ dạng sóng Được ứng dụng việc giám sát điều khiển lò nhiệt 35 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú IV KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC TÍNH KHOA HỌC  Hiểu rõ giao thức 1-Wire, phương thức để giao tiếp với thiết bị 1-Wire mạng  Mạch ứng dụng hoạt động xác, ổn định KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG VÀO THỰC TẾ Có thể áp dụng với thiết bị khác 1Wire, tạo thành mạng cơng nghiệp hồn chỉnh, từ thiết bị cảm biến đến cấu chấp hành HIỆU QUẢ KINH TẾ - XÃ HỘI Chuẩn 1Wire có ưu điểm đơn giản nhỏ gọn Điều góp phần quan trọng việc điều khiển thiết bị ngoại vi phân tán trở nên đơn giản hiệu nhiều 36 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú PHẦN III KẾT LUẬN I KẾT LUẬN  Đề tài thực thành cơng tiến độ  Sản phẩm có khả ứng dụng nhiều rộng rãi đời sống thực tế, q trình thực nhóm chạy thử số chương trình ứng dụng Và kết đạt tương đối xác so với lý thuyết  Tuy nhiên, thời gian, điều kiện cộng với hạn chế kiến thức nên đề tài dừng khảo sát sơ lược phần cứng chương trình ứng dụng đơn giản mạng Nhóm mong nhận đóng góp nhận xét góp ý q thầy bạn sinh viên đam mê lĩnh vực truyền thơng 1Wire, để đề tài hồn thiện phát triển thêm II ĐỀ NGHỊ  Tiến hành phổ biến sử dụng chuẩn đời sống  Hƣớng phát triển đề tài: nghiên cứu khà giao tiếp với thiết bị khác 1Wire, tạo thành mạng cơng nghiệp hồn chỉnh, từ thiết bị cảm biến đến cấu chấp hành 37 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú TÀI LIỆU THAM KHẢO Tác giả : Ngô Diên Tập Vi Điều Khiển với Lập Trình C Nhà Xuất Bản Khoa Học Kó Thuật Hà Nội Datasheet Atmega16, DS18B20, DS2405, DS2433 Book of iButton® Standards 1-Wire Temperature Sensor in a Microcontroller Environment (Documentary) Website tài liệu tham khảo: http://www.atmel.com http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/1796/ln/en (overview) http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/1189/ln/en (App214: Using a UART to Implement a 1-Wire Bus Master) http://www.maxim-ic.com/an_prodline2.cfm/prodline/21 (ALL Application Notes and Tutorials for 1-Wire devices) http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/523/ln/en (App132: Quick Guide to 1-Wire net Using PCs and Microcontrollers) http://www.brianlane.com/digitemp.php (“DigiTemp is a simple to use interface to the Dallas Semiconductor DS18B20 (DS18B20-PAR) digital temperature sensors”) http://www.dientuvietnam.net 38 S K L 0 [...]... w1_port=0x18; PORTB equ w1_bit=0 #endasm Bởi vì các hàm trong 1Wire cần sự chính xác về mặt thời gian, vì vậy khơng cho bất kỳ ngắt nào được xảy ra trong q trình thực hiện của chúng Các hàm trong 1Wire gồm có:  unsigned char w1_init(void) Khởi tạo các thiết bị 1Wire trên Bus Hàm này trả về 1 nếu có thiết bị và 0 nếu khơng có  unsigned char w1_read(void) Đọc 1Byte trên Bus 1Wire  unsigned char w1_write(unsigned... sử dụng 9 bit để đo lường nhiệt độ (0.5°C) DS18B20 _10 BIT_RES sử dụng 10 bit để đo lường nhiệt độ (0.25°C) DS18B20 _11 BIT_RES sử dụng 11 bit để đo lường nhiệt độ (0 .12 5°C) DS18B20 _12 BIT_RES sử dụng 12 bit để đo lường nhiệt độ (0.0625°C) Hàm sẽ trả về giá trị 1 nếu thành cơng và ngược lại Nhiệt độ cảnh báo và độ phân giải được lưu trữ trong vùng tạm SRAM và EEPROM của DS18B20 Rom Code của các thiết bị. .. lập cấu hình, các module của vi điều khiển và tiết kiệm thời gian lập trình Các hàm được sử dụng trong chương trình nằm trong các thư viện : mega16.h , ds18b20.h , stdio.h 5.3 .1 Giới thiệu các hàm sử dụng a) Các hàm trong giao thức 1- Wire Sau khi #include 1wire. h, ta cần phải khai báo chân nào của VĐK được dùng để giao tiếp với các thiết bị 1Wire Ví dụ: 1Wire được kết nối tới Port B của VĐK tại bit... bit R0 & R1 của thanh ghi này (Table 2) Theo mặc định, khi mới cấp nguồn R0 = 1 & R1 = 1 (độ phân giải 12 bit) Nên nhớ rằng, có 1 sự liên quan trực tiếp giữa độ phân giải và thời gian chuyển đổi 2.9 Hệ thống Bus 1- Wire (1- WIRE BUS SYSTEM) Hệ thơng Bus 1- Wire sử dụng 1 dây duy nhất, trong đó Master điều khiển một hay nhiều Slave DS18B20 ln ln là Slave Khi chỉ có 1 Slave trên Bus, hệ thống đó gọi là “đơn... 3-state port) Điều này cho phép mỗi thiết bị có thể tự “giải phóng “ (release) khỏi đường dữ liệu khi thiết bị đó khơng truyền dữ liệu, vì vậy Bus sẽ có thể để dành 14 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú cho các thiết bị khác sử dụng Cổng 1- Wire trong DS18B20 (chân DQ) có cực máng để hở với mạch điện tương đương được cho như Figure 10 Bus 1- Wire cần 1 điện trờ kéo lên bên ngồi xấp xỉ gần... w1_write(unsigned char data) Ghi 1Byte dữ liệu lên trên Bus Hàm này trả về 1 nếu q trình ghi hồn tất và ngược lại  unsigned char w1_search(unsigned char cmd,void *p) Trả về số lƣợng các thiết bị được kết nối trên Bus 1Wire Dĩ nhiên nếu khơng có thiết bị nào thì hàm này sẽ trả về 0 cmd: được gán bởi các lệnh Search ROM (F0h), Alarm Search (ECh) để gửi tới các thiết bị 1Wire Con trỏ p trỏ tới vùng nhớ... này thành 3 chủ đề: Cấu hình phần cứng (hardware configuration), giao dịch tuần tự (transaction sequence), và tín hiệu 1Wire (1- Wire signaling) 3.4 .1 Cấu hình phần cứng (hardware configuration) Bus 1- wire chỉ có 1 dây, và điều quan trọng là làm thế nào có thể điều khiển DS2405 trên mạng tại các thời điểm thích hợp Để làm đơn giản điều này, mỗi thiết bị gắn trên bus 1- wire có cực máng để hở hoặc ngõ ra... thể xác định chính xác DS18B20 xảy ra điều kiện cảnh báo Nếu điều kiện cảnh báo tồn tại và các thiết lập TH& TL có sự thay đổi, một q trình chuyển đổi nhiệt độ khác nên được hồn tất để điều kiện cảnh báo này có hiệu lực 2.5 Nguồn trong DS18B20 2.5 .1 DS18B20 sử dụng nguồn kí sinh 11 Đề tài nghiên cứu khoa học GVHD: Nguyễn Đình Phú Nguồn kí sinh rất là hữu dụng trong các ứng dụng điều khiển nhiệt độ... độ phân giải của bộ chuyển đổi nhiệt độ - số bao gồm 9, 10 , 11 , hay 12 bit Thanh ghi TH&TL và thanh ghi cấu hình được chứa trong EEPROM, vì vậy dữ liệu sẽ được lưu giữ lại cho dù bị mất điện DS18B20 sử dụng giao thức 1- Wire, thực hiện việc truyền thơng trên Bus với chỉ 1 đường tín hiệu điều khiển Đường điều khiển cần 1 điện trở kéo lên vì tất cả các linh kiện được liên kết với Bus qua cổng 3 trạng thái... gọi là “đa điểm” (multidrop) khi có nhiều Slave trên Bus Tất cả các lệnh và dữ liệu được truyền với bit đầu tiên là bit có trọng số nhỏ nhất trên Bus 1- Wire Tất cả có 3 vấn đề chính về hệ thơng Bus 1- Wire, được đề cập đến như sau: 2.9 .1 Cấu hình phần cứng (HARDWARE CONFIGURATION) Hệ thơng Bus 1- Wire, chỉ với 1 dây dữ liệu duy nhất Mỗi thiết bị (master or slave) giao tiếp trên đường dữ liệu thơng qua cổng