SDI12单总线数据收发代码

/** * * @file SDI-12.c * @author 吕冬 email:274236076@qq.com * @date 2014年12月29日18:55:46 * @version v1.0 * @brief SDI-12通讯模块库 * @section 本模块使用的其他模块库 * 1）Container\n * 2）SLEEP\n * @section 本模块使用单片机资源 * 1）定时/计数器0（8位定时计数器）；\n * 2）1个I/O口;\n * @section 免责声明 * 此源代码仅为交流学习使用，禁止用于商业用途。使用者因此产生的任何法律后果与原作者无关。 * @section 介绍 * 此源代码为SDI-12通讯协议的IO模拟驱动代码 \n * 整个模块已经被封装成了一个数据类型:sdi。尽量使用sdi中的函数指针完成想要的操作\n * 为了方便代码的维护，尽量避免直接调用功能函数。 * */ #include <avr/io.h> #include <avr/interrupt.h> #include "SDI-12.h" #include "Container.h" #include "string.h" #define __SDI12_PIN(val) PIN##val #define __SDI12_PORT(val) PORT##val #define __SDI12_DDR(val) DDR##val #define _SDI12_PIN(val) __SDI12_PIN(val) #define _SDI12_PORT(val) __SDI12_PORT(val) #define _SDI12_DDR(val) __SDI12_DDR(val) #define SDI12_PIN _SDI12_PIN(SDI12_PORTX) #define SDI12_PORT _SDI12_PORT(SDI12_PORTX) #define SDI12_DDR _SDI12_DDR(SDI12_PORTX) #define SETPORT SDI12_PORT |= 0x01<<SDI12_PINXN /**< 数据端口电平拉高 */ #define CLRPORT SDI12_PORT &= ~(0x01<<SDI12_PINXN) /**< 数据端口电平拉低 */ #define GETPORT (SDI12_PIN&(0x01<<SDI12_PINXN)) /**< 读取数据端口电平状态 */ #define ENPORT SDI12_DDR |= 0x01<<SDI12_PINXN /**< 设置数据端口状态为输出模式（推挽输出） */ #define UNPORT SDI12_DDR &= ~(0x01<<SDI12_PINXN) /**< 设置数据端口状态为输入模式（浮空输入） */ #define SDI12_START_RD TCNT0 = 0; TCCR0 |= 0x07 /**< 开启定时器0，时钟源为1024分频器 */ #define SDI12_STOP_RD TCCR0 &= ~(0x07) /**< 关闭定时器0 */ #define SDI12_FLAGS (this->flags) #define SDI12_SETCMD SDI12_FLAGS |= 1<<SDI12F_CMD /**< 置1发送一般命令标志位 */ #define SDI12_SETMSR SDI12_FLAGS |= 1<<SDI12F_MEASURE /**< 置1发送测量命令标志位 */ #define SDI12_SETSND SDI12_FLAGS |= 1<<SDI12F_SEND /**< 置1发送命令标志位 */ #define SDI12_SETNEW SDI12_FLAGS |= 1<<SDI12F_NEW /**< 置1成功接收数据标志位 */ #define SDI12_CLRCMD SDI12_FLAGS &=~(1<<SDI12F_CMD) /**< 清空发送一般命令标志位 */ #define SDI12_CLRMSR SDI12_FLAGS &=~(1<<SDI12F_MEASURE) /**< 清空发送测量命令标志位 */ #define SDI12_CLRSND SDI12_FLAGS &=~(1<<SDI12F_SEND) /**< 清空发送命令标志位 */ #define SDI12_CLRNEW SDI12_FLAGS &=~(1<<SDI12F_NEW) /**< 清空成功接收数据标志位 */ #define SDI12_CHECKCMD (SDI12_FLAGS&(1<<SDI12F_CMD)) /**< 判断是否发送了一般命令 */ #define SDI12_CHECKMSR (SDI12_FLAGS&(1<<SDI12F_MEASURE)) /**< 判断是否发送了测量命令 */ #define SDI12_CHECKSND (SDI12_FLAGS&(1<<SDI12F_SEND)) /**< 判断是否可发送命令 */ #define SDI12_CHECKNEW (SDI12_FLAGS&(1<<SDI12F_NEW)) /**< 判断是否成功接收数据 */ #define SDI12_SendNum (this->snum) #define SDI12_SendBuf (this->sbuf) #define delay833us sleep833us #define delay415us sleep415us #define delay67us sleep67us #define delay15ms sleep15ms #define delay9ms sleep9ms //u16 SDI12_FLAGS = 0; //u8 REC_STRING[40]; //TRoll roll = {REC_STRING,40,0,0,roll_AddData,roll_TakeData}; //char SDI12_SendBuf[10]; //u8 SDI12_SendNum = 0; //char SDIMSG = 0; u16 SDI12_REC_BUFFER = 0; /**< SDI12总线数据位读取缓冲区 */ u8 SDI12_REC_COUNTER = 0; /**< SDI12总线数据位读取计数 */ //u8 m_SDICMD = 0, MEASURE = 0; /** * @brief SDI-12设备初始化 * * 主要用于SDI12设备总线的初始化操作\n * 建议通过SDI-12抽象数据类型调用而不是直接调用，以便于维护 * * @param this 指向SDI12实例地址 * * @return 成功返回SDI12_OK * @note 使用SDI12模块之前，需要先调用此函数初始化，否则会导致严重后果 */ SDI12RSL SDI12_Init(PTSDI12 this) { #ifndef F_CPU #define F_CPU 7372800 #warning "未定义cpu晶振频率，程序默认设置为7372800" #endif //TRoll roll = {REC_STRING,40,0,0,roll_AddData,roll_TakeData}; this->roll.push_back = roll_AddData; this->roll.pop_back = roll_TakeData; this->roll.buffer = this->rollbuf; this->roll.bufsize = SDI12_ROLL_SIZE; this->flags = 0; OCR0 = F_CPU/1024/1200-1; TIMSK |= (1 << OCIE0);//使能比较中断0 TCCR0 |=0x08;//CTC模式, TCCR0 &=~0x07;//关闭时钟源以停止定时器 //TCCR0 |=0x07;//定时计数器开始，时钟源选择：1024分频 asm("sei");//开总中断 //开始便发送一个指令 SDI12_SendNum = 3; memcpy(SDI12_SendBuf,"0M!",SDI12_SendNum); // SDIMSG = SDIMSG_SEND; return SDI12_OK; } /** * @brief SDI12向数据总线发送1个字节 * * 底层函数，发送字节 * @param asc 发送到数据线的1字节数据 * @return 成功返回SDI12_OK * @see SDI12_SendString * @note 底层函数，不要直接调用 */ SDI12RSL SDI12_SendByte(char asc) { u8 i=0; u8 even=0; //开始位 SETPORT; delay833us();//多延时7us //数据，先低位，后高位 for(i=0;i<7;i++) { if(asc&0x01) { CLRPORT; even++; } else SETPORT; asc>>=1; delay833us();//多延时4us } //偶校验 if(even&0x01)//如果奇数个1 { CLRPORT; } else SETPORT; delay833us(); //停止位 CLRPORT; delay833us(); // CLRPORT; return SDI12_OK; } /** * @brief 向数据总线发送一串字符串 * * 向SDI12数据总线发送一串任意指定的字符串 * * @param str 指向想要发送的字符串的指针 * @param n_send 字符串中想要发送的字符个数 * @return 成功返回SDI12_OK\n * @see <相关函数> * @note <注意> */ SDI12RSL SDI12_SendString(char* str, u8 n_send) { u8 i=0; cli(); for(i=0;i<n_send;i++) { SDI12_SendByte(*(str+i)); } sei(); return SDI12_OK; } /** * @brief 读1字节数据 * * 从SDI12数据总线中读取1个字节的数据 * 此函数中使用了定时器0中断功能 * * @param dat 将读取到的1字节数据存储到此指针指向的地址空间中 * @return 成功返回SDI12_OK\n * 等待超时返回SDI12_TIMEOUT\n * 校验位错误返回SDI12_CHECKERR\n 停止位错误返回SDI12_SBITERR\n * @note 底层函数，禁止直接调用 */ SDI12RSL SDI12_ReadByte(char* dat) { char rec = 0;//数据接收 u8 sum = 0;//,check = 0;//校验用 u8 i = 0,timeout = 0; *dat = 0; //等待起始信号的高电平 //等待SDI12从设备把总线拉低的响应信号 while(!GETPORT) { if(timeout>40) return SDI12_TIMEOUT; delay67us(); timeout++; } //跳过起始位，延时833us delay415us(); //开始接收信号 SDI12_START_RD; //TCNT0 = 0;//定时计数器清零 //TCCR0 |= 0x07;// 开启定时器，时钟源为1024分频器 while(SDI12_REC_COUNTER<9) { } SDI12_REC_COUNTER = 0; SDI12_STOP_RD; //TCCR0 &= ~0x07;//关闭定时器时钟 //处理接收到的信号 //读取7位数据，每读1位，校验+1，并延时833us rec = SDI12_REC_BUFFER&0x7F; for(i=0;i<7;i++) { if(rec&(0x01<<i)) sum++; } //读校验位,与之前算出的数比对 if((sum&0x01)!=((SDI12_REC_BUFFER>>7)&0x01)) return SDI12_CHECKERR; //读取停止位,停止位应为逻辑1 if(!(SDI12_REC_BUFFER&0x100)) return SDI12_SBITERR; //成功返回 *dat = rec; return SDI12_OK; } /** * @brief 读取字符串 * * 从SDI12数据总线中读取一串字符串 * * @param str 指向一个存储读取到的字符串的指针 * @param n_read 读出的字符个数 * @return 成功返回SDI12_OK * @see SDI12_ReadByte * @note 此函数风险较大，避免调用，str指向的