51单片机学习总结(七)红外通信和DS18B20

原理图

红外通信

红外通信原理
红外通信的原理就是利用38k载波对原始信号进行调制，使其变成0调制后的信号，我们单片机就只需要对这个信号进行分析处理就可以得到数据。

NEC协议红外遥控器
日常生活中使用的红外遥控器有很多通信协议，例如ITT，NEC，Sharp，Sony SIRC等等，我们这里使用的是NEC协议
NEC协议原理

实物即遥控器上对应的数据码

操作
所以编程操作只需要用一个在一个低电平触发中断里面，对红外线通信进行识别，最后拿出数据码即可。
代码
存储的数据放到了IRcord[4]里面

/*Infrared.h*/
#ifndef __Infrared_H__
#define __Infrared_H__
void init();

void IRcordpro();

#endif

/*Infrared.c*/
#include <reg52.h>
//数据类型定义
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//引脚
sbit IR = P3^2; //红外接收引脚

uchar IRtime; 		//检测红外高电平持续时间（脉宽）
uchar IRcord[4];    //此数组用于储存分离出来的4个字节的数据（用户码2个字节+键值码2个字节）
uchar IRdata[33];   //此数组用于储存红外的33位数据（第一位为引导码用户码16+键值码16）
bit IRpro_ok, IRok;

void init()	   //初始化定时器0 和外部中断0
{
	TMOD = 0x22; //定时器0和定时器1工作方式2，8位自动重装
	TH0 = 0x00;  //高8位装入0那么定时器溢出一次的时间是256个机器周期
	TL0 = 0x00;
	EA = 1;      //总中断
	ET0 = 1;	   //定时器0中断
	TR0 = 1;     //启动定时器0

	IT0 = 1;	   //设置外部中断0为跳沿触发方式，来一个下降沿触发一次
	EX0 = 1;	   //启动外部中断0
}

void time0() interrupt 1   //定义定时器0
{
	IRtime++; 			   //检测脉宽，1次为278us
}

void int0() interrupt 0	  		//定义外部中断0
{
	static uchar i;	 			//	声明静态变量（在跳出函数后在回来执行的时候不会丢失数值）i用于把33次高电平的持续时间存入IRdata
	static bit startflag;		//开始储存脉宽标志位
	if(startflag)	 			//开始接收脉宽检测
	{
		if( (IRtime < 53) && (IRtime >= 32) ) /*判断是否是引导码，底电平9000us+高4500us	
		这个自己可以算我以11.0592来算了NEC协议的引导码低8000-10000+高4000-5000 
		如果已经接收了引导码那么i不会被置0就会开始依次存入脉宽*/
			i = 0;				 //如果是引导码那么执行i=0把他存到IRdata的第一个位
		IRdata[i] = IRtime;  		 //以T0的溢出次数来计算脉宽，把这个时间存到数组里面到后面判断
		IRtime = 0;				 //计数清零，下一个下降沿的时候在存入脉宽
		i++; 					 //计数脉宽存入的次数
		if(i == 33) 				 //如果存入34次 数组的下标是从0开始i等于33表示执行了34次
		{
		 	IRok = 1;				 //那么表示脉宽检测完毕
			i = 0; 				 //把脉宽计数清零准备下次存入
		}
	}
	else		  
	{
		IRtime = 0; 				 //引导码开始进入把脉宽计数清零开始计数
		startflag = 1;			 //开始处理标志位置1
	}
}

void IRcordpro()   				 //提取它的33次脉宽进行数据解码
{
	uchar i, j, k, cord, value;	/*i用于处理4个字节，j用于处理一个字节中每一位，k用于33次脉宽中的哪一位
	cord用于取出脉宽的时间判断是否符合1的脉宽时间*/
	k = 1; 						//从第一位脉宽开始取，丢弃引导码脉宽
	for(i = 0; i < 4; i++)
	{
		for(j = 0; j < 8; j++)
		{
			cord = IRdata[k];	    //把脉宽存入cord
			if(cord > 5)	 		//如果脉宽大于我11.0592的t0溢出率为约278us*5=1390那么判断为1
			value = value | 0x80;	/*接收的时候是先接收最低位，
			把最低位先放到value的最高位在和0x08按位或一下
			这样不会改变valua的其他位的数值只会让他最高位为1*/
			if(j < 7)
			{
				value = value >> 1;	//value位左移依次接收8位数据。
			}
			k++;				//每执行一次脉宽位加1
		}
		IRcord[i] = value;	   //每处理完一个字节把它放入IRcord数组中。
		value = 0; 			   //清零value方便下次在存入数据
	}
	IRpro_ok = 1;				   //接收完4个字节后IRpro ok置1表示红外解码完成	
}

DS18B20

时序问题
DS18B20采用的是1-wire，所有数据都在一条线上完成，数据的传输总是从最低有效位开始
初始化时序
主机和DS18B20做任何通讯前都需要对其初始化。初始化期间，总线控制器拉低总线并保持480us以上挂在总线上的器件将被复位，然后释放总线，等到15-60us，此时18B20将返回一个60-240us之间的低电平存在信号。

写时序
总线控制器要产生一个写时序，必须将总线拉低最少1us，产生写0时序时总线必须保持低电平60~120us之间，然后释放总线，产生写1时序时在总线产生写时序后的15us内允许把总线拉高。
注意：2次写周期之间至少间隔1us
写时序
总线控制器要产生一个读时序，必须将总线拉低至少1us，然后释放总线，在读信号开始后15us内总线控制器采样总线数据，读一位数据至少保持在60us以上。
注意：2次读周期之间至少间隔1us
暂存器
为了把DS18B20读到的数据存下来方便读取，有暂存器出现
温度寄存器
配置寄存器
操作顺序

指令表

模块代码

//* 软件延时函数，延时时间(t*10)us */
void DelayX10us(unsigned char t)
{
	do {
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	} while (--t);
}
/* 复位总线，获取存在脉冲，以启动一次读写操作 */
bit Get18B20Ack()
{
	bit ack;
	EA = 0; //禁止总中断
	IO_18B20 = 0; //产生500us 复位脉冲
	DelayX10us(50);
	IO_18B20 = 1;
	DelayX10us(6); //延时60us
	ack = IO_18B20; //读取存在脉冲
	while(!IO_18B20); //等待存在脉冲结束
		EA = 1; //重新使能总中断
	return ack;
}
/* 向DS18B20 写入一个字节，dat-待写入字节 */
void Write18B20(unsigned char dat)
{
	unsigned char mask;
	EA = 0; //禁止总中断
	for (mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) //低位在先，依次移出8 个bit
	{
	IO_18B20 = 0; //产生2us 低电平脉冲
	_nop_();
	_nop_();
	if ((mask&dat) == 0) //输出该bit 值
		IO_18B20 = 0;
	else
		IO_18B20 = 1;
	DelayX10us(6); //延时60us
	IO_18B20 = 1; //拉高通信引脚
	}
	EA = 1; //重新使能总中断
}
/* 从DS18B20 读取一个字节，返回值-读到的字节 */
unsigned char Read18B20()
{
	unsigned char dat;
	unsigned char mask;
	EA = 0; //禁止总中断
	for (mask=0x01; mask!=0; mask<<=1) //低位在先，依次采集8 个bit
	{
	IO_18B20 = 0; //产生2us 低电平脉冲
	_nop_();
	_nop_();
	IO_18B20 = 1; //结束低电平脉冲，等待18B20 输出数据
	_nop_(); //延时2us
	_nop_();
	if (!IO_18B20) //读取通信引脚上的值
		dat &= ~mask;
	else
		dat |= mask;
	DelayX10us(6); //再延时60us
	}
	EA = 1; //重新使能总中断
	return dat;
}
/* 启动一次18B20 温度转换，返回值-表示是否启动成功 */
bit Start18B20()
{
	bit ack;
	ack = Get18B20Ack(); //执行总线复位，并获取18B20 应答
	if (ack == 0) //如18B20 正确应答，则启动一次转换
	{
		Write18B20(0xCC); //跳过ROM 操作
		Write18B20(0x44); //启动一次温度转换
	}
	return ~ack; //ack==0 表示操作成功，所以返回值对其取反
}
/* 读取DS18B20 转换的温度值，返回值-表示是否读取成功 */
bit Get18B20Temp(int *temp)
{
	bit ack;
	unsigned char LSB, MSB; //16bit 温度值的低字节和高字节

	ack = Get18B20Ack(); //执行总线复位，并获取18B20 应答
	if (ack == 0) //如18B20 正确应答，则读取温度值Write18B20(0xCC); //跳过ROM 操作
	{
		Write18B20(0xBE); //发送读命令
		LSB = Read18B20(); //读温度值的低字节
		MSB = Read18B20(); //读温度值的高字节
		*temp = ((int)MSB << 8) + LSB; //合成为16bit 整型数
	}
	return ~ack; //ack==0 表示操作应答，所以返回值为其取反值
}