STC89C52單片機DS18B20程序調試問題求助

ID:916650 · 發表于 2021-10-24 21:04

最近在學習DS18B20外設時，接觸到了單總線協議。按照DS18B20的DataSheet寫了一版程序后，發現一直無法正常顯示溫度，最后發現是延時的問題，但具體原理一直沒想明白。

單片機芯片為STC89C52，晶振為11.0592MHz。一個_nop_()約為1.085us。

這是我寫的源代碼：

#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit DX=P2^6;//(P0為數碼管輸出端口)
sbit WX=P2^7;
sbit DS18B20_IO=P2^2;
uchar code Table_D[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
uchar code Table_W[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};
uchar DS18B20_Reset_OK;
uint num;
void Delay_Us(uint x);
void Delay_Ms(uint x);
void Display(uint x);
void DS18B20_Init();
void DS18B20_Write_Byte(uchar command);
uchar DS18B20_Read_Byte();
uint Start_DS18B20();
void main()
{
while(1)
{
num=Start_DS18B20();
Display(num);
}
}
void Delay_Us(uint x)//11.0592MHz,一個nop為1.085us
{
uint a;
for(a=x;a>0;a--)
{
_nop_();
}
}
void DS18B20_Init()
{
DS18B20_IO=1;
Delay_Us(2);
DS18B20_IO=0;
Delay_Us(500);
DS18B20_IO=1;
Delay_Us(60);
if(DS18B20_IO==0)
{DS18B20_Reset_OK=1;}
else
{DS18B20_Reset_OK=0;}
Delay_Us(500);
}
void DS18B20_Write_Byte(uchar command)
{
uchar i,temp;
temp=command;
for(i=0;i<8;i++)
{
DS18B20_IO=0;
_nop_();_nop_();
DS18B20_IO=temp&0x01;
Delay_Us(10);//?????
//Delay_Us(60);
DS18B20_IO=1;
_nop_();_nop_();
temp=temp>>1;
}
Delay_Us(10);
}
uchar DS18B20_Read_Byte()
{
uchar i,temp1,temp2;
for(i=0;i<8;i++)
{
DS18B20_IO=0;
_nop_(); _nop_();
DS18B20_IO=1;
_nop_(); _nop_();
temp1=DS18B20_IO;
temp2=(temp2)>>1|(temp1<<7);
Delay_Us(60);
}
return temp2;
}
uint Start_DS18B20()
{
uchar a,b;
uint temp=0;
DS18B20_Init();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);
DS18B20_Write_Byte(0x44);
DS18B20_Init();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);
DS18B20_Write_Byte(0xbe);
a=DS18B20_Read_Byte();
b=DS18B20_Read_Byte();
temp=b;
temp=(temp<<8)|a;
temp=temp*0.0625*10+0.5;
return temp;
}
void Delay_Ms(uint x)
{
uint a,b;
for(a=x;a>0;a--)
{
for(b=0;b<1000;b++)
{_nop_();}
}
}
void Display(uint x)
{
P0=0xff;
WX=1;
WX=0;
P0=Table_D[x/100];
DX=1;
DX=0;
P0=Table_W[0];
WX=1;
WX=0;
Delay_Ms(1);
P0=0xff;
WX=1;
WX=0;
P0=Table_D[x%100/10]|0x80;
DX=1;
DX=0;
P0=Table_W[1];
WX=1;
WX=0;
Delay_Ms(1);
P0=0xff;
WX=1;
WX=0;
P0=Table_D[x%100%10];
DX=1;
DX=0;
P0=Table_W[2];
WX=1;
WX=0;
Delay_Ms(1);
}

復制代碼

現在字節寫入那里是：

DS18B20_IO=temp&0x01;
Delay_Us(10);//?????
//Delay_Us(60);

復制代碼

運行結果如下：

按照DataSheet，一位數據的讀/要持續最少60us，最大120us的時間。

如果我將字節寫入部分改成：

DS18B20_IO=temp&0x01;
//Delay_Us(10);
Delay_Us(60);

復制代碼

運行結果如下：

我又參考了一下該開發板上外設的DS18B20例程，發現使用的都是非精確延時。

void delayus(uint t) //微秒級的延時函數
{
while(t--);
}

復制代碼

void ds_write_byte(uchar dat) //寫一個字節函數
{
uchar i;
for(i=0;i<8;i++) //循環8次
{
ds=0; //把總線拉為低電平
_nop_(); //延時一機器周期，約1微秒
ds=dat&0x01; //dat寫0x01按位與，目的是先傳送dat的最低位
delayus(6); //延時，讓整個讀時序持續60~120微秒
ds=1; //把總線釋放，讓ds等于1
dat=dat>>1; //讓dat右移一位，準備下一位的寫入
}
delayus(6); //延時，讓每個函數之間都有一定的間隔停頓
}

復制代碼

void ds_reset() //單總線初始化函數
{
ds=1; //總線先置高，讓ds等于1
delayus(5); //稍延時
ds=0; //主機發送復位脈沖
delayus(80); //延時（在480~960ms之間）
ds=1; //釋放總線，讓ds等于1
delayus(14); //等待（15~60ms）
if(ds==0) //判斷總線ds是否等于0
flag=1; //flag等于1表示DS18B20存在
else
flag=0; //flag等于0表示DS18B20不存在。
delayus(20);
}

復制代碼

可是我用Keil的仿真模式查看了一下延時時間，發現和DataSheet以及注釋都對不上，讓我有點想不明白。
這兩個時間差也不夠60us啊，Project Option那晶振頻率設的也是11.0592MHz，這個問題確實沒搞懂

ID:213173 · 發表于 2021-10-25 06:27

//測試條件12.0MHz晶振/12T MCU，如采用11.0592MHz晶振延時時間*1.085倍
#include "reg51.h"
typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;
/*------------------------------------------------
uS延時函數，含有輸入參數 unsigned char t
大致延時長度如下 T=t*2+5us
------------------------------------------------*/
void Delay_2xtus(uchar t)
{
while(--t);
}
/*------------------------------------------------
uS延時函數，含有輸入參數 unsigned uint t
大致延時長度如下 T=t*8+6us
------------------------------------------------*/
void Delay_8xtus(uint t)
{
while(--t);
}
/*------------------------------------------------
uS延時函數，含有輸入參數 unsigned char t
大致延時長度如下 T=t*6+11us
------------------------------------------------*/
void delay_6xtus(uchar t)
{
while(t--);
}
/*------------------------------------------------
uS延時函數，含有輸入參數 unsigned int t
大致延時長度如下 T=t*9+16us
------------------------------------------------*/
void delay_9xtus(uint t)
{
while(t--);
}
/*------------------------------------------------
mS延時函數，含有輸入參數 unsigned char t
大致延時1mS
------------------------------------------------*/
void Delay_ms(uchar t)
{
while(t--)
{
Delay_2xtus(243);
Delay_2xtus(242);
}
}
void main()
{
Delay_2xtus(100);
Delay_ms(100);
Delay_8xtus(100);
delay_9xtus(100);
delay_6xtus(100);
while(1);
}
//不同數據類型和寫法的延時時間區別
/*
unsigned char i=10;//2um
while(--i);//i*2um
unsigned int i=10;//4um
while(--i);//i*8us
unsigned char i=10;//2um
while(i--);//i*2+2um
unsigned int i=10;//4um
while(i--);//i*8+8us
*/

復制代碼

ID:916650 · 發表于 2021-10-25 11:23

wulin 發表于 2021-10-25 06:27

感謝大佬，驗證后發現原來的精確延時方法確實有問題

void Delay_Us(uint x)//11.0592MHz,一個nop為1.085us
{
uint a;
for(a=x;a>0;a--)
{
_nop_();
}
}

復制代碼

之前做的實驗對時序的要求沒那么嚴格，導致沒發現這種精確延時方法有問題。
將10us的精確延時改成

void Delay_Us_10()
{
_nop_();_nop_();_nop_();
_nop_();_nop_();_nop_();
}

復制代碼

就好了

ID:123289 · 發表于 2021-10-25 16:23

這個不難解決，去研讀DS18B20手冊，特別是它的讀寫時序部分。再對比一下，你的程序對它的操作時序，能滿足手冊上的要求嗎？

ID:916650 · 發表于 2021-10-25 17:02

yzwzfyz 發表于 2021-10-25 16:23
這個不難解決，去研讀DS18B20手冊，特別是它的讀寫時序部分。再對比一下，你的程序對它的操作時序，能滿足 ...

嗯，您說的很對。最后發現是精確延時函數有問題，導致延時的時間并不是理想的定義的uint x的時間，超過了DataSheet要求的最大值120us，導致最后輸出數據紊亂。確實是時序沒對好導致的。

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