1wire制御デジタル温度計

１ｗｉｒｅデジタル温度センサーをPICで制御する

入力装置：１ｗｉｒｅデジタル温度センサー　DS18B20＋　　‐55℃から+125℃
出力装置：超小型ＬＣＤキャラクタディスプレイモジュール
演算装置：ＰＩＣ１６F８８

ポイント：

製品の説明書を読む
関数（サブルーチン）を使う
マイコン内でデータを加工する

ハード設計
【デジタル温度センサー　DS18B20＋】
データの送受信はRA1で行う
パラサイト（ｐ５図４）で使用しCONVERTT時の電流補充（ｐ５　1.5mA）はＲＡ2より供給

ＤＳ1,3番ピンはグランドへ
ＤＳ2番ピン①4.7ｋΩ経由＋5ｖへ②4.7ｋΩ経由ＲＡ2へ③RA1へ

【超小型ＬＣＤキャラクタディスプレイモジュール】

【電源ｓｗ、電源ランプ】上下の電源ラインを接続する

【完成例】

ソフト設計：もちろん全部自分で設計してもOK
　　　　　　　　　　　　　　　MPLAB IDEでビルド済みのデータはこちら

【ＬＣＤ関連】今回は作成済を使用する。　ビルド済みデータ内の（lcd_rb_h.cとlcd.h）参照

メインフローを考える

DS18B20のマニュアルｐ１２図１１ROMコマンド・フローチャートとｐ１３図１２機能コマンド・フローチャートを参考に以下の条件で検討。
条件：①DSは１個のみ②分解能はデフォルトの12bit（ｐ３）③データの読込み（READ SCRATCHPAD）では温度データ（Byte0,1）を読む（p11、p7図7）
図11と図12　流れを色鉛筆などでなぞってみる。

２．温度測定の流れ
①温度センサーのリセット                         何度も使うので関数w1inisub()とでもしよう
②スキップROMコマンドの実行                  p10スキップROMコマンド値0xccをDSに書込む
                                                            関数w1sendbyte()としよう
③温度データ変換指示コマンドの実行          0x44の書込み、p5変換中の電流1.5mA確保
④変換時間                                             p7表2　 750ms以上なので約1秒に
⑤変換中の電流1.5mAを元に戻す
⑥温度センサーのリセット                           図12最下部図11に戻ってください
⑦スキップROMコマンドの実行
⑧リードスクラッチコマンドの実行              p11 READ SCRATCHPAD　0xbeの書き込み
⑨Byte0,1を読み込む                                関数w1readbyte()としよう
⑩温度センサーのリセット                           p11 Byte2～読込まずに読込み終了
⑪データから符号・温度計算                       関数keisansub()としよう

LCDへの表示関数lcdsub()は作成ずみ

３．関数（サブルーチン）を考える
３－１．温度センサーのリセット
p14図13初期化のタイミング参照

この図の意味：

マスターが[Low]にする：DSの2番ピンに接続されたマイコンを出力（今回の例ではpicのRA1を出力TRISA１＝0；に設定しLOWすなわちRA1=0；を出力する。最低480us保持する。
DSの2番ピンに接続されたマイコンを入力に切替える。TRSIA１=１；にする。
マスターを入力に切替えることにより4.7kΩの抵抗をかいし+5vがDSに供給されDS内部にコンデンサーに蓄電され電圧が上昇する。15～60usでVpu（+5v）に上昇する。
DS18B20が[Low]にする：DSから60～240us”0”が出力される。リセットが成功か失敗かを知りたければこの間の出力を使い判定する。
②から最低480us待つ。

実際の記述例：
w1inisub()                                       //関数の名前、後ろに；は要らない
{
TRISA1 = 0;                                    //RA1を出力に
RA1=1;                                            //RA1を１に
RA1=0;                                            //RA1を0に
__delay_us(500);                             // 480us以上ＬＯＷを維持
TRISA1 = 1;                                    //RA1を入力に
__delay_us(100);                             //60us>でDSのLOWをチェック
__delay_us(400);                             // 100+400=480us以上待機、まとめて500ｕｓでも可　
}　

３－２．読み込み・書き込みも同様
書き込みは例：スキップROM　0xccをDSに送信する

下位から順番に1bitごとに8bitを送信する　for(i = 0; i < 8; i++)
変数commandの1bit目が0か1かをチェック　if ((command & 1)==0)→1bit目が0なら
０の送信
それ以外すなわち１なら１の送信
８bitまで繰り返し

０と１の送信はリセットと同様に考える

読込みの考え方
温度データはｐ７図７のByte0とByte１に格納されp10のREAD SCRATCHPADの説明によりByte0の下位bitから始まりByte8まで続くがリセットを出すことにより終了させることができる。
そこで

最初から温度データ分16bitを繰り返す for(i = 0; i < 16; i++)
変数を1bitづつ右にシフトする temp=temp>>1;
1bitを読みに行く関数へ w1readbitsub();

1bitの読込み：
図14に従い読込みbit15に代入する
①値が１ならbit15のみを１に temp |= 0x8000;
②値が0ならbit15のみを0に temp &= ~0x8000;

３－３．計算
p4表１のように温度が－の時には補数で表示される。具体的にはデジタル出力上位にbit11からbit15が１で出力される。
①デジタル出力が負か正かを調べる                            if (temp>0x8000)　少なくともbit15は1
②負なら符号判定変数に値を変更                                fugou=1;
③負ならデジタル出力値を補数から戻す                     temp=(~temp)+1; 初級シスアド講座 10進数と2進数の相互変換参照
④整数部計算用変数thにデジタル出力値セット         th=temp;
⑤整数部bit4～bit10以外を0に                                 th &= ~0xf80f;
⑥thの値を温度に換算する                                         th=th/16; p4表1のデジタル出力値と温度を比較
⑦小数部計算用変数tllにデジタル出力値セット         tll=temp;
⑧小数部bit0～bit3以外を0に                                   tll &= ~0xfff0;
⑨小数点部の2桁を整数化し温度に                            tll=tll*100/16;

プログラムが正常に動いたら16進数や2進数配置など色々な形式でＬＣＤに
表示してみよう。

参考：MPLAB　IDE 8.73a 書き込　PicKit３
・Project Wizard
Device画面

Toolsuite

Add existin files maincとlcd_rb_h.cとlcd.hを追加する。

完了後の画面

Picへの書き込みPicKit３を選択し電源を設定し書込む。

以上