关于ds18b20与单片机定时器中断共存

ID:914633 · 发表于 2021-4-30 23:21

温度需要实时显示在LCD上，利用温度控制pwm占空比调节电机速度。如果在ds18b20读取温度前后关闭开启中断，定时器产生的pwm方波会受影响如果不加，温度又没办法读取。总之如果要温度正常读取显示就没法正常控制电机速度，要能正常控制定时器产生pwm方波，就不能正常读取显示温度，怎么解决呀

ID:213173 · 发表于 2021-5-1 08:14

由于ds18b20对时序要求比较严格，掌握不好会出错，所以温度读取函数往往是以一个整体，一次全部完成。但需占用时间较长，约10ms。这就造成与数码管动态扫描，PWM调制，超声波测距等其它外设难以协调工作。如果仔细分析ds18b20的读写函数时序，可以看出：读写1个字节的时间都不大于1ms，而两次读写1个字节之间的时间间隔要求不高。这就给与其它外设的分时操作提供机会。温度读取函数使用switch-case-break语句，分若干次运行温度读取函数完成一次读取温度的任务。给你一个应用示例参考。

4位数码管时钟温度表仿真.zip (212.37 KB, 下载次数: 88)

ID:517951 · 发表于 2021-5-1 08:50

读DS18B20 和中断没关系，直接读就好了，不用开启关闭中断。中断该干什么活就好了，二者没有关联和冲突

ID:390416 · 发表于 2021-5-1 09:47

你要求的PWM周期多少？

ID:390416 · 发表于 2021-5-1 09:49

DS18B20 每bit 延迟最少35us，读一次需要1250us

ID:383215 · 发表于 2021-5-1 16:59

沙发的回答非常正确，18B20没有必要一口气读完，可以按步数慢慢的读，板凳的说法不对，18B20在写命令和读出数据期间不能被任何中断打断，否则数据就会错乱，解决的方法就是两个，一是18B20在写命令和读出数据期间关闭中断，二是关闭中断影响程序运行就把18B20程序放在中断里一步一步的读写，如果还有中断嵌套就把18B20程序放在最后一级中断里，最后一级中断不能有不响应的情况，如果有，还要再想其它方法。曾经我过零触发可控硅还要调功，就把18B20程序放在定时中断里，做到了调功的情况下也可以读18B20的温度，后来发现不需要调功，又把18B20程序放回外中断。

这是我在触发可控硅外中断过零检测程序里分9步读出18B20温度，每一步开头置高一个I/O口结束拉低I/O口得到的波形图，上面的波形是过零信号，下面波形高电平部分就是18B20每一步的时间，一开始测试分别置高拉低两次I/O口把每一步的时间检测出来，然后再置高拉低一次I/O口把每一步的时间检测出来，第一步的时间分别是20.9和16.6微秒，第二步的时间分别是68.4和61.3微秒，我就大概知道置高拉低一次I/O口的时间是4微秒左右，我把第二次测试的时间减去4微秒，就比较精确的知道每一步的具体时间，最短的一步是4.88微秒，最长的一步是826微秒，也就是最后一步读出数据，感觉好像有点不太对，时间有点长，这个程序运行了好几年了，没有发现问题，AVR单片机内部1兆RC振荡器编出来的。9步一共花了3412.88微秒，这个时间感觉也是偏长， 3412.88微秒是18B20占用单片机的总时间，对于单片机的一个循环周期，18B20占用单片机的时间最大就是826微秒，所以，我这样编程CPU应用率算是比较高的，9步读出18B20温度的全部时间是80.6毫秒，这是示波器测量出来的时间，都快有0.1秒了，这个时间肯定是严重偏长，但是，问题不大，温度基本上都是渐变，不太可能是突变，就是花一秒钟把温度读出来也没有任何影响。至于5楼说的DS18B20读一次需要1250us，这个1250us是读出18B20温度的总时间还是某一步的最长时间，我也搞不清楚了。我多次说过编单片机程序必须要有仿真器和示波器，没有这两样东西，我宁愿不编程序，因为编程效率太低了，我从来不计算任何程序的时间，都是设计电路的时候多预留一个I/O口，就用这个口靠示波器测量，示波器是300元左右的虚拟示波器，基本够我用了，档次高的示波器测量的精度肯定更高。
所以，楼主想让18B20与单片机定时器中断共存，把18B20的程序放在中断里就可以了，只要pwm的最小脉冲不要小于1000Hz的那个脉冲宽度，18B20与单片机定时器中断共存，没有什么难度。

ID:914633 · 发表于 2021-5-2 21:56

kmsj 发表于 2021-5-1 16:59
沙发的回答非常正确，18B20没有必要一口气读完，可以按步数慢慢的读，板凳的说法不对，18B20在写命令和读出 ...

void time0(void) interrupt 1
{
TH0 = 0xfc; //配置1ms定时
TL0 = 0x18;
timer0++; //timer0开始计数，每1毫秒加一
if(timer0>5) //PWM周期为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;
}

复制代码

谢谢了 pwm周期太大了控制电机转的不流畅只能暂时这样了

ID:383215 · 发表于 2021-5-3 23:30

hoodieboi 发表于 2021-5-2 21:56
谢谢了 pwm周期太大了控制电机转的不流畅只能暂时这样了

我从来没有编过pwm程序，也搞不清楚多高的频率电机转的流畅？我编的控制可控硅过零触发，频率低的要命，倒是很容易，我是用18步读出两个18B20的温度，所以读写单个字节的时间偏长了一些，我是第9步和18步同时读高低字节，看你的程序，高低字节你都分开读了，你已经编出占用CPU时间最短，也是最高效的18B20程序，你只有再看看还有什么办法可以缩短读写18B20单个字节的时间，这个时间就是最小脉宽了，再比这个小，18B20就无法读出来了。然而我仔细看了你的程序，你是先操作pwm，后读写18B20，18B20每一步的时间都不一样，会不会影响pwm频率？我的理解是把pwm操作和18B20每一步穿插在一起，操作完一次就运行18B20的一步，不要被18B20不同步数的时间影响pwm频率，这个简单啊，先不读18B20，试试1000Hz的频率是否流畅，流畅了再把18B20程序穿插进去，1000Hz不行，只有提高频率，但也不可能太高，2000Hz可能就很难读出18B20了。不过我只是猜想，目前我对pwm一窍不通。

ID:383215 · 发表于 2021-5-4 11:06

我百度了一下，pwm无非就是脉宽调制，楼主的程序没有问题，温度是渐变，可以把case后面的数字0、1、2、3改成0、10、20、30……，读写速度就放慢了10倍，就是改成100、200、300……，放慢100倍也没有问题，我用10秒钟读出18B20的温度都不会出错，唯一就是没有做过读写单个字节最小时间的试验，因为我用不着啊，估计2000Hz左右的频率就是极限了，实在不行，楼主只有换读出时间更短的温度传感器或者双CPU。

ID:213173 · 发表于 2021-5-4 18:45

hoodieboi 发表于 2021-5-2 21:56
谢谢了 pwm周期太大了控制电机转的不流畅只能暂时这样了

如果楼主实在协调不了两者冲突可以换有内置PWM的MCU。如STC15系列。

ID:1075970 · 发表于 2023-7-27 00:05

hoodieboi 发表于 2021-5-2 21:56
谢谢了 pwm周期太大了控制电机转的不流畅只能暂时这样了

楼主，用了那么多全局变量啊……

ID:1085441 · 发表于 2023-7-27 01:30

2个办法，一是单独用一个单片机都1820温度，再发给主单片机。
而是，换I2C接口的温度传感器，中断不影响读温度数据。

ID:1015233 · 发表于 2023-7-27 08:20

如果控制器是STM32的话，PWM输出建议用CCR比较器输出，可以一个定时器多通道，不需要中断就可以产生。所以就可以避免被打断。MSP430F5529也是可以的。如果是51单片机这种的话，那就很难搞了。极个别STC里面有一些专门产生PWM波形的寄存器，可以直接调用，不过，难度会大一些。不过可以尝试

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