Главная страница » Блоги » extremist's blog

RGB термометр на микроконтроллере ATtiny2313 и ds18b20

Написал extremist дата Sat, 02/11/2012 - 21:24

Трехцветные светодиоды хороши тем, что с их помощью можно отобразить любой оттенок цвета. Мне пришла в голову идея, почему не собрать простенький термометр на микроконтроллере например ATtiny13 и отображать температуру в виде оттенков цвета с помощью этого же RGB светодиода.

Проблемы реализации устройства:
Цвет генерируется при помощи ШИМ, оттенок формируется разной интенсивностью свечения трех основных цветов, синего, зеленого и красного. То есть для того, что бы отобразить оттенок необходимо иметь три канала ШИМ.

Для опроса датчика температуры необходимо время, на это время микроконтроллер не будет заниматься генерированием ШИМ и светодиод моргнет. Так как отобразить сразу три цвета с разной интенсивностью при помощи микроконтроллера семейства AVR нельзя. Для отображения разных оттенков при помощи ШИМ используется хитрость, инерционность человеческого глаза.

На данном этапе в коде расположенном ниже реализован термометр, который выдает информацию о температуре на RGB светодиод не используя все возможные оттенки. Для отображения используется всего 3 степени свободы (три режима). Логика следующая: при достижении определенного значения температуры, термометр зажигает соответствующий цвет их трех. Таким образом термометр может отображать только три диапазона температур, которые должны быть заранее заданы.

В данном коде трем цветам светодиода соответствуют следующие температуры:
Синий - 20 градусов,
Зеленый - 30 градусов,
Красный - 40 градусов.

  1. //PB0=DS18b20_data
  2.  
  3. #define F_CPU 7372800UL
  4.  
  5. #include<avr/io.h>
  6. #include <util/delay.h>
  7.  
  8. #define TIME 10
  9. #define PORTB_MASK 0x01
  10.  
  11. unsigned int  temperature=0;
  12. unsigned char temperature_sign=0;
  13.  
  14. void USART_Init( unsigned int baudrate );
  15. void US_Tr( unsigned char data );
  16.  
  17.  
  18. void USART_Init( unsigned int baudrate ) //Функция инициализации USART
  19. {
  20. UBRRH = (unsigned char) (baudrate>>8);
  21. UBRRL = (unsigned char) baudrate;
  22. UCSRA = (1<<U2X); //Удвоение скорости
  23. UCSRB = ( ( 1 << RXEN ) | ( 1 << TXEN ) ); //Разрешение на прием и н апередачу через USART
  24. UCSRC = (1<<USBS) | (3<<UCSZ0);
  25. }
  26.  
  27.  
  28. void US_Tr( unsigned char data ) //Функция отправки данных
  29. {
  30. while ( !(UCSRA & (1<<UDRE)) ); //Ожидание опустошения буфера приема
  31. UDR = data; //Начало передачи данных
  32. }
  33.  
  34.  
  35. void pause (unsigned int a)
  36. { unsigned int i; for (i=a;i>0;i--);}
  37.  
  38.  
  39. unsigned char present_ds18b20(void)
  40. { unsigned char res;
  41.  
  42.   DDRB|= PORTB_MASK;
  43.   _delay_loop_2(475);         //480ms
  44.  
  45.   DDRB&=~PORTB_MASK;
  46.   _delay_loop_2(65);          //70ms
  47.  
  48.   if ((PINB&PORTB_MASK) == 0x00) res=1; 
  49.                             else res=0;
  50.  _delay_loop_2(405);          // 410ms
  51.  return res;
  52. }
  53.  
  54. void send_ds18b20(unsigned char command)
  55. { unsigned char i, data;
  56.  data=command;
  57.  for(i=0;i<8;i++)
  58.  {
  59.   if ((data&0x01)==0x01) 
  60.   { //???????? ???. 1
  61.    DDRB|=PORTB_MASK;
  62.    _delay_loop_2(2);		//6
  63.    DDRB&=~PORTB_MASK;
  64.    _delay_loop_2(60);	//64
  65.   }
  66.   else 
  67.   {
  68.   DDRB|=PORTB_MASK; 
  69.   _delay_loop_2(55);    //60
  70.   DDRB&=~PORTB_MASK;
  71.   _delay_loop_2(2);		//10
  72.   }
  73.   data=data>>1;
  74.  }
  75. }
  76.  
  77. void receive_ds18b20(void)
  78. { unsigned char i;
  79.  temperature_sign=0;
  80.  for(i=0;i<16;i++)
  81.  {
  82.   DDRB|=PORTB_MASK;
  83.   _delay_loop_2(2); 
  84.   DDRB&=~PORTB_MASK;
  85.   _delay_loop_1(6); 
  86.  
  87.   if ((PINB & PORTB_MASK)==0x00) temperature&=~_BV(i);   	
  88.   else {temperature|=_BV(i);	  
  89.   if (i==12) temperature_sign=1;
  90.    }
  91.   _delay_loop_2(50);      											
  92.  }
  93. }
  94.  
  95. void show_temp (void)
  96. { unsigned int temp_des=0, temp_int=0;
  97.   unsigned char h,d,o;
  98.  
  99.  US_Tr('T'); US_Tr('e'); US_Tr('m'); US_Tr('p'); US_Tr('=');
  100.  //Вывод слова "Temp="
  101.  
  102.  if (temperature_sign==1) 
  103.  {temperature=65536-temperature; US_Tr('-');}
  104.    else 
  105.   US_Tr(' ');			    
  106.  
  107.  temp_des=temperature&0b00001111;
  108.  temp_int=temperature>>4;
  109.  
  110.  h=temp_int / 100;
  111.  d=(temp_int-h*100)/10;
  112.  o=temp_int-h*100-d*10;
  113.  
  114. if ((temp_int-h*100)/10==2) PORTB=0xFC; else
  115.  
  116. if ((temp_int-h*100)/10==3) PORTB=0xFA; else
  117.  
  118. if ((temp_int-h*100)/10==4) PORTB=0xF6;
  119.  
  120.  if (h!=0) US_Tr(0x30+h); //сотни
  121.  if (d!=0) US_Tr(0x30+d); //десятки
  122.  US_Tr(0x30+o); //единицы
  123.  US_Tr('.');
  124.  
  125.  if(temp_des==0) US_Tr(0x30);
  126. 	else if(temp_des==1 || temp_des==2)	 US_Tr(0x31);
  127.  	else if(temp_des==3)				 US_Tr(0x32);
  128.  	else if(temp_des==4 || temp_des==5)	 US_Tr(0x33);
  129.  	else if(temp_des==6 || temp_des==7)	 US_Tr(0x34);
  130.  	else if(temp_des==8)				 US_Tr(0x35);
  131.  	else if(temp_des==9 || temp_des==10) US_Tr(0x36);
  132.  	else if(temp_des==11)				 US_Tr(0x37);
  133.  	else if(temp_des==12 || temp_des==13)US_Tr(0x38);
  134.  	else if(temp_des==14 || temp_des==15)US_Tr(0x39);
  135. // US_Tr(0xdf);
  136.  US_Tr('C');
  137.  
  138.  US_Tr(0x0d);//переход в начало строки
  139.  US_Tr(0x0a);//переход на новую строку
  140. }
  141.  
  142. void no_sensor (void)
  143. { unsigned char i;
  144.  
  145.  US_Tr ('N'); US_Tr ('o'); US_Tr (' '); US_Tr ('s');
  146.  US_Tr ('e'); US_Tr ('n'); US_Tr ('s'); US_Tr ('o');
  147.  US_Tr ('r');
  148.  
  149.  US_Tr(0x0d);//переход в начало строки
  150.  US_Tr(0x0a);//переход на новую строку
  151.  
  152.  for (i=0;i<9;i++)
  153.  pause (32000);
  154. }
  155.  
  156. int main(void)
  157. { unsigned char i;
  158.  
  159. PORTB&=~PORTB_MASK;
  160. DDRB&=~PORTB_MASK;
  161.  
  162. DDRB = 0b1111110;
  163.  
  164. USART_Init( 47 ); 
  165. //Скорость соединения 19200 бит/с 7,3728 MHz
  166.  
  167. while (1)
  168.  {   
  169.  if (present_ds18b20()==1) 
  170.   {send_ds18b20(0xcc);
  171.    send_ds18b20(0x44);
  172.    for (i=0;i<6;i++)
  173.    pause (32000);
  174.  
  175.    if (present_ds18b20()==0) no_sensor();
  176.     else 
  177. 	{send_ds18b20(0xcc);
  178. 	 send_ds18b20(0xbe);
  179.      receive_ds18b20();
  180.      show_temp();}  }
  181.     else  no_sensor();               
  182.    } 
  183.  return 0;
  184. };

Если получится реализовать время опроса датчика минимальным, то есть таким за которое глаз не заметит выключения свечения светодиода, тогда и получится реализовать RGB термометр именно таким, как он был описан в начале заметки.

Датчик температуры я использовал ds1b20, который подключен к порту B0 микроконтроллера.

Скачать проект для AVR Studio

»