LibOpenCM3 1-Wire over UART DMA STM32F1答案

【问题标题】：LibOpenCM3 1-Wire over UART DMA STM32F1LibOpenCM3 1-Wire over UART DMA STM32F1
【发布时间】：2020-04-13 21:00:46
【问题描述】：

我刚开始使用 STM32F103 和 FreeRTOS + Libopencm3 了解嵌入式世界（继 Arduino、RPi 等）。我的第一个挑战是将温度传感器 DS18B20 与我的微处理器连接。 1-Wire 总线很容易理解，但不受本机支持，因此我按照您的建议使用 1-wire over UART 和 DMA。

DS18B20 在 USART2TX（+4k7 上拉 + 二极管）和 USART2RX 上有 DATA，VCC 到 5V 和 GND。

1-Wire 的初始化：

static void ow_init(void)
{
    // One-Wire
    // Already done : rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOA);
    gpio_set_mode(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_ALTFN_PUSHPULL, GPIO_USART2_TX);
    gpio_set_mode(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_CNF_INPUT_FLOAT, GPIO_USART2_RX);
    usart_set_baudrate(USART2, 115200);
    usart_set_databits(USART2, 8);
    usart_set_stopbits(USART2, USART_STOPBITS_1);
    usart_set_mode(USART2, USART_MODE_TX);
    usart_set_parity(USART2, USART_PARITY_NONE);
    usart_set_flow_control(USART2, USART_FLOWCONTROL_NONE);
    usart_enable(USART2);

    rcc_periph_clock_enable(RCC_DMA1);
}

1-Wire 复位：

uint8_t ow_reset(void)
{
    usart_disable_rx_dma(USART2);
    usart_disable_tx_dma(USART2);

    usart_set_baudrate(USART2, 9600);
    usart_set_databits(USART2, 8);
    usart_set_stopbits(USART2, USART_STOPBITS_1);
    usart_set_mode(USART2, USART_MODE_TX);
    usart_set_parity(USART2, USART_PARITY_NONE);
    usart_set_flow_control(USART2, USART_FLOWCONTROL_NONE);

    usart_send(USART2, 0xf0);
    while(usart_get_flag(USART2, USART_SR_TC));
    uint8_t ow_presence;
    ow_presence = usart_recv(USART2);

    usart_set_baudrate(USART2, 115200);
    usart_set_databits(USART2, 8);
    usart_set_stopbits(USART2, USART_STOPBITS_1);
    usart_set_mode(USART2, USART_MODE_TX_RX);
    usart_set_parity(USART2, USART_PARITY_NONE);
    usart_set_flow_control(USART2, USART_FLOWCONTROL_NONE);

    if(ow_presence != 0xf0)
    {
        return 1;
    }

    return 0;
}

获取暂存器：

void ow_convert_to_scratchpad(void)
{
    const uint8_t convert_T[] = {0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF,  // 0xCC
                                 0x00, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x00}; // 0x44

    dma_channel_reset(DMA1, DMA_CHANNEL7);
    dma_set_peripheral_address(DMA1, DMA_CHANNEL7, (uint32_t)&USART2_DR);
    dma_set_memory_address(DMA1, DMA_CHANNEL7, (uint32_t) convert_T);
    dma_set_number_of_data(DMA1, DMA_CHANNEL7, sizeof(convert_T));
    dma_disable_peripheral_increment_mode(DMA1, DMA_CHANNEL7);
    dma_enable_memory_increment_mode(DMA1, DMA_CHANNEL7);
    dma_set_peripheral_size(DMA1, DMA_CHANNEL7, DMA_CCR_PSIZE_8BIT);
    dma_set_memory_size(DMA1, DMA_CHANNEL7, DMA_CCR_MSIZE_8BIT);
    dma_set_priority(DMA1, DMA_CHANNEL7, DMA_CCR_PL_LOW);

    dma_enable_channel(DMA1, DMA_CHANNEL7);
    usart_enable_tx_dma(USART2);
}

uint16_t ow_get_scratchpad(void)
{
    const uint8_t read_scratch[] = {0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF,  // 0xCC
                                    0x00, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0xFF,  // 0xBE
                                    0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
                                    0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};

    uint8_t buf[8];

    dma_channel_reset(DMA1, DMA_CHANNEL6);
    dma_set_peripheral_address(DMA1, DMA_CHANNEL6, (uint32_t)&USART2_DR);
    dma_set_memory_address(DMA1, DMA_CHANNEL6, (uint32_t) buf);
    dma_set_read_from_peripheral(DMA1, DMA_CHANNEL6);
    dma_set_number_of_data(DMA1, DMA_CHANNEL6, sizeof(read_scratch));
    dma_disable_peripheral_increment_mode(DMA1, DMA_CHANNEL6);
    dma_enable_memory_increment_mode(DMA1, DMA_CHANNEL6);
    dma_set_peripheral_size(DMA1, DMA_CHANNEL6, DMA_CCR_PSIZE_8BIT);
    dma_set_memory_size(DMA1, DMA_CHANNEL6, DMA_CCR_MSIZE_8BIT);
    dma_set_priority(DMA1, DMA_CHANNEL6, DMA_CCR_PL_LOW);

    dma_channel_reset(DMA1, DMA_CHANNEL7);
    dma_set_peripheral_address(DMA1, DMA_CHANNEL7, (uint32_t)&USART2_DR);
    dma_set_memory_address(DMA1, DMA_CHANNEL7, (uint32_t) read_scratch);
    dma_set_number_of_data(DMA1, DMA_CHANNEL7, sizeof(read_scratch));
    dma_set_read_from_peripheral(DMA1, DMA_CHANNEL6);
    dma_disable_peripheral_increment_mode(DMA1, DMA_CHANNEL7);
    dma_enable_memory_increment_mode(DMA1, DMA_CHANNEL7);
    dma_set_peripheral_size(DMA1, DMA_CHANNEL7, DMA_CCR_PSIZE_8BIT);
    dma_set_memory_size(DMA1, DMA_CHANNEL7, DMA_CCR_MSIZE_8BIT);
    dma_set_priority(DMA1, DMA_CHANNEL7, DMA_CCR_PL_LOW);

    dma_enable_channel(DMA1, DMA_CHANNEL6);
    dma_enable_channel(DMA1, DMA_CHANNEL7);
    usart_enable_tx_dma(USART2);
    usart_enable_rx_dma(USART2);

    while(dma_get_interrupt_flag(DMA1, DMA_CHANNEL6, DMA_TCIF));

    uint16_t tt = 0;

    for(int i=0;i<32; i++)
    {
        uart1_printf("Bit : %d \n\r", buf[i]);
        if(buf[i] == 0xff)
        {
            tt = (tt >> 1) | 0x8000;
        }
        else
        {
            tt = tt >> 1;
        }
    }
    return tt;
}

static void demo_task(void *args)
{

    (void)args;

    for (;;) {
        uart1_printf("Hello\n\r");
        uint8_t p = ow_reset();
        uart1_printf("presence = %d\n\r", p);
        ow_convert_to_scratchpad();
        for(int i=0; i<5000000; i++)
        {
            __asm__("nop");
        }
        ow_reset();
        uint16_t t = ow_get_scratchpad();
        uart1_printf("t = %d \n\r", t);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
    }
}

最后是尝试到达 DS18B20 的任务

static void demo_task(void *args)
{

    (void)args;

    for (;;) {
        ow_reset();
        ow_convert_to_scratchpad();
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
        ow_reset();
        uint16_t t = ow_get_scratchpad();
        uart1_printf("t = %d \n\r", t);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(500));
    }
}

我收到一些位为 0xCC、0xBE、0xFF，但没有更多答案。

【问题讨论】：

您能否更清楚地指出您的问题？你提供了大量的背景细节信息，这很好。但是，如果您能更清楚地指出交流的关键特征，将对读者有所帮助。你能从中创建一个最小的例子吗？或者为我们指出解决方案的工作点以及问题的开始？
您必须从缩小问题范围开始。它在 UART 中还是在 DMA 中？做一个简单的程序，使用轮询而不是 DMA 从传入的 UART 数据填充数组。那样有用吗？如果是这样，问题出在 DMA 上。如果没有，请尝试将范围缩小到软件或硬件。
好的，这是个好主意。我尝试了最简单的一个：禁用 DMA 并且只是 USART2 的基本配置。 PA2 和 PA3 分流。 usart_send(USART2, 0xFF); while(usart_get_flag(USART2, USART_SR_TC)); uart1_printf("Bit : %d \n\r", usart_recv(USART2)); 一次又一次的输出是“位：0”。我认为第一个问题已经出现了。
我的 USART2 配置：rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOA); gpio_set_mode(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ, GPIO_CNF_OUTPUT_ALTFN_PUSHPULL, GPIO_USART2_TX); gpio_set_mode(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_CNF_INPUT_FLOAT, GPIO_USART2_RX); usart_set_baudrate(USART2, 115200); usart_set_databits(USART2, 8); usart_set_stopbits(USART2, USART_STOPBITS_1); usart_set_mode(USART2, USART_MODE_TX_RX); usart_set_parity(USART2, USART_PARITY_NONE); usart_set_flow_control(USART2, USART_FLOWCONTROL_NONE); usart_enable(USART2);

标签： c embedded stm32 1wire

【解决方案1】：

好的，所以

rcc_periph_clock_enable(RCC_USART2);

丢失了，因此 USART2 无法完成工作。我现在可以发送和接收数据了。

除此行外，重置功能有效（无限期等待）：

while(usart_get_flag(USART2, USART_SR_TC));

我不明白为什么传输完成后这个标志不是真的......但是我在 RX 线上有 0x00，所以我认为传感器正在响应（我希望......）

我的带有 DMA 的函数 ow_convert_to_scratchpad 看起来像被阻塞了。我不知道为什么...

我刚刚尝试（为了好玩...）通过硬编码发送的 0xCC、0x44、0xCC、0xBE 和来自传感器的读取但无应答 (0x00) 来替换整个 DMA。

【讨论】：

【解决方案2】：

我参加聚会有点晚了，但是……你有没有先尝试一些不那么复杂的东西？（我的意思是检查更简单）

想询问单个 DS18B20 的地址？

Reset bus and check presence.
Send search ROM cmd (write byte 0xF0)
loop 64 times reading address bits from LSB to MSB {
   read bit i
   read bit i complement
   check they are 1 and 0 or the other way around
   send bit i back to device so it sends you back the next bit
}

最后你得到了设备地址的 8 个字节。 1 字节族 0x28 48 位地址 1 字节 CRC8 来检查整个事情是否正确。

【讨论】：