//××××××××××××引脚宏定义×××××××××××××
//18B20定义
#define SET_DQ (PORTE) |= (1 << (PE7))      // 18b20 高电平
#define CLR_DQ (PORTE) &=~(1 << (PE7))      // 18b20 低电平
#define DQ_IN  (PINE) & (1<<(PE7))            // 18b20信号输入

#define SET_OUT (DDRE) |= (1<<(PE7))         //PA2定义成输出
#define SET_IN  (DDRE) &=~(1<<(PE7))         //PA2定义成输入

//函数声明
void Delayus(unsigned int lus);         //us延时函数
void Delayms(unsigned int lms);        //ms延时函数
void Port_DS18b20(void);              //DS18B20端口配置
void Port_Init(void);   //端口初始化配置
void Usart_Init(void);  //USART寄存器设置
void Usart_PutChar(unsigned char cTXData);  //字节发送函数
void Usart_PutString(unsigned char *pcString); //字符串发送函数

int main(void)           
{
 unsigned char i;
 unsigned int tempint,tempint1,tempint2,tempint3,tempint4;
                    //分别存储温度整数值，整数值的千，百，十，个位
 unsigned int temppoint,temppoint1,temppoint2,temppoint3,temppoint4; 
                     //分别存储温度小数值，小数值的千，百，十，个位
 
 Port_Init();    //端口初始化
 Usart_Init();   //串口初始化
 Port_DS18b20();   //DS18B20端口初始化
 
 tempint = 0;   //变量初始化
 temppoint=0;
 Temp_H = 0;
 Temp_L = 0;
 OK_Flag = 0;
 
 Usart_PutString("DS18B20 温度测量实验");
 Usart_PutChar(0x0D);
 Usart_PutChar(0x0A);  //结尾发送回车换行
 
 
 sei();          //使能全局中断 
 
 while(1)
 {   
  
  cli();     //关中断
  
  DS18B20_Init();     //初始化DS18B20
  
  Write_18b20(0Xcc);  //发送ROM指令，跳过ROM匹配
  
  Write_18b20(0X44);  // 发送温度转换命令 
  
  for(i=0;i<50;i++)      //延时1S，等转换完成
  {
   Delayms(20);
  }
  
  DS18B20_Init();    //初始化DS18B20
  
  Write_18b20(0Xcc);  //发送ROM指令，跳过ROM匹配
  
  Write_18b20(0Xbe);  //发送读取暂存器指令
   
  Temp_L = Read_18b20(); //获得温度的低位
  
  Temp_H = Read_18b20(); //获得温度的高位
   
  if(Temp_H & 0x08)   //判断温度的正负
  {   
   Temp_H = ~Temp_H;  //负温度。取反加1
   Temp_L = ~Temp_L;  //
  
   SREG |= ~(1 << SREG_C);  //清零进位位标志
   Temp_L++;                  //温度低字节加1
   if(SREG & (1 << SREG_C))  //有进位吗？
   {
    Temp_H++;           //有进位，则温度高字节加1
   }
  
  } 
   
  tempint = ((Temp_H << 4) & 0x70) | (Temp_L >> 4);     //获得温度的整数位 
  
  tempint1 = tempint / 1000;           //千位
  tempint2 = tempint % 1000 / 100;     //百位
  tempint3 = tempint % 100 / 10;        //十位
  tempint4 = tempint % 10;              //个位
  
  temppoint = Temp_L & 0x0f;    //取出温度的小数位
  temppoint = (temppoint * 625);  //小数位乘以0.625得出温度的小数位值，在此扩大1000
                                    //倍，得出温度的4位小数位，显示的时候加小数点
   
  temppoint1 = temppoint / 1000;           //千位
  temppoint2 = temppoint % 1000 / 100;     //百位
  temppoint3 = temppoint % 100 / 10;        //十位
  temppoint4 = temppoint % 10;              //个位
  
  Usart_PutString("当前环境温度为：");   //发送温度值到上位机
  
  if(!(tempint1))            //高位为零，则不显示
  {
   Usart_PutChar(' ');
   if(!(tempint2))
   {
    Usart_PutChar(' ');
   }
   else
   {
    Usart_PutChar(tempint2 + 0x30);
   }
   if(!(tempint3))
   {
    Usart_PutChar(' ');    
   }
   else
   {
    Usart_PutChar(tempint3 + 0x30);
   }
   //Usart_PutChar(tempint4 + 0x30);

  }
  else
  {
   Usart_PutChar(tempint1 + 0x30);
   Usart_PutChar(tempint2 + 0x30);
   Usart_PutChar(tempint3 + 0x30);
  }
  Usart_PutChar(tempint4 + 0x30);
  Usart_PutChar('.');                 //显示小数点
  
  Usart_PutChar(temppoint1 + 0x30);    //显示小数位
  Usart_PutChar(temppoint2 + 0x30);
  Usart_PutChar(temppoint3 + 0x30);
  Usart_PutChar(temppoint4 + 0x30);
 
  Usart_PutChar(' ');           //不显示，空一格
  Usart_PutChar('o');           //显示温度的符号。由于实在找不到温度那个再上面的小o,
  Usart_PutChar('C');          //只好用普通的小写o来代替了。
  Usart_PutChar(0x0D);
  Usart_PutChar(0x0A);  //结尾发送回车换行 
       
  sei();          //开中断
 
  for(i=0;i<200;i++)      //延时4S，再进行温度转换
  {
   Delayms(20);
  }
 }
}

//USART寄存器配置函数
void Usart_Init()
{
 UCSR1A = 0X00; 
 UCSR1C |= (1 << UCSZ11) | (1 << UCSZ10);  //异步，数据格式8，N，1
     
 UBRR1L = (F_CPU / BAUD / 16 - 1) % 256;    //波特率设置
 UBRR1H = (F_CPU / BAUD / 16 - 1) / 256;  
 UCSR1B |= (1 << RXCIE1) | (1 << RXEN1) | (1 << TXEN1);    //发送使能
 
}

//字节发送函数
void Usart_PutChar(unsigned char cTXData)
{
 while( !(UCSR1A & (1 << UDRE1)) );  //只有数据寄存器为空时才能发送数据
 UDR1 = cTXData;                  //发送数据送USART I/O数据寄存器－UDR
}

//接收中断函数
ISR(USART1_RX_vect)
{
 unsigned char Rev;
 Rev = UDR1;              //从USART I/O数据寄存器－UDR中读出数据
 Usart_PutChar(Rev);    //将接收到的数据发送
}

//DS18B20初始化
unsigned char DS18B20_Init()
{ 
 SET_OUT;   //PA2设置为输出口（相当于拉低数据线上的电平） 
 
 Delayus(490);  //延时大于480us
 
 SET_IN;     //输入 释放数据线（相当于拉高数据线上的电平）
 
 Delayus(68); //延时大于60US，
  
 //while(DQ_IN);     //可以用两个while()死循环来判断复位是否成功，当数据线被拉低，说明
 //while(!(DQ_IN));  //18b20开始复位应答，当数据线变高，说明应答完毕
 
 if(DQ_IN)   //判断DS18B20是否拉低数据线
 {
  OK_Flag = 0;  // 数据线是高？复位失败
 }
 else
 {
  OK_Flag = 1; // 数据线是低？复位成功
 }
 Delayus(422); //有复位应答信号后，应当再延时一段时间（480-68），以等待应答完毕
 
 return OK_Flag;    //返回复位标志
}

//从DS18B20读取一个字节数据
unsigned char Read_18b20()
{
 unsigned char i;  
 unsigned char dat = 0;   // dat用于存储读到的数据，先清零 
 
 for(i = 0;i < 8;i++)   //共读8位数据，构成一个字节
 {  
  SET_OUT;    //定义为输出（拉低数据线）
  
  Delayus(2);   //拉低2微秒  
  
  SET_IN;        //定义成输入，读入数据（同时也相当于拉高数据线）
   
  Delayus(4);        //延时
  dat = dat >> 1;        //数据右移，读顺序：先低后高
  if(DQ_IN)       //读数据，
  {   
   dat |= 0x80;   //如果是高，置1，右移数据
  }
  Delayus(62);   //延时大于60us
 } 
 return dat;     //返回读到的1字节数据
}

//向DS18B20写1字节数据
void Write_18b20(unsigned char dat)
{
 unsigned char i; 
 
 for(i = 0;i < 8;i++)  //写8次，一次写1位，先写低字节
 {
  SET_OUT;         //拉低数据线2us，开始写数据
  Delayus(2);      //
  
  if(dat & 0x01)   //写数据
  {
   SET_IN;    //写1   
  }
  else
  {
   SET_OUT;   //写0   
  }
  dat >>= 1;      //数据右移1位，先写低位
  Delayus(62);       //延时大于60us 
   
  SET_IN;          //拉高数据线
  Delayus(2);   //写两位数据的时间间隔
  
 } 
}

//us级别的延时函数
void Delayus(unsigned int lus)
{
 while(lus--)
 {
  _delay_loop_2(4);      //_delay_loop_2(1)是延时4个时钟周期，参数为3则延时12
             //个时钟周期，本实验用12M晶体，则12个时钟周期为12/12=1us
    }
}