PIC微控制器與AM2302溫濕度感測器通訊優化

am2302溫濕度感測器採用單匯流排方式與mcu通訊，這就要求mcu有一定的處理速度,

才能正確解析收到的am2302傳送過來的資料。

am2302一次傳送40位資料給mcu。資料位0由50微妙低電平加26微妙高電平組成。

資料位1有50微妙低電平加70微妙高電平組成。這種編碼方式有點象nec的紅外傳輸協議。

另外am2302需要由mcu發起啟動訊號。所以針對這種單線協議，雖然可以採用電平

變化中斷+計數器，或輸入捕捉來解析40位資料位。但這就需要切換埠的輸入輸出

配置及控制相應外設的介入時機。

本文介紹的方法採用簡單的埠讀+延時操作來解析40位資料位。

if (data_port == 1)
delay_us(30);
if (data_port == 1)
//bit = 1
else
//bit = 0

起始訊號通過把埠改為輸出，然後通過寫埠+延時來實現。

//改變data_port為輸出
data_port = 0;
delay_us(1000);
data_port = 1;
delay_us(20);
//改變data_port為輸入

根據上述協議的描述，很容易抽象出如下函式：

static
unsigned
char am2302_read_byte(void)
delay_us(40);
if (0 == data_port)
else}}
return data;
}

通過呼叫am2302_read_byte() 5次，把40位資料讀取出來。

humidity_hign = am2302_read_byte();
humidity_low = am2302_read_byte();
temperature_high = am2302_read_byte();
temperature_low = am2302_read_byte();
checksum = am2302_read_byte();

在某些應用場景下，為了降低功耗，需要把mcu的工作頻率降到盡可能的低。

如果在系統時鐘很低的情況,指令週期就成為需要考慮的關鍵因素。

這裡拿pic微控制器舉例，如果系統時鐘為1m hz，則它的指令週期為4微妙,

(指令週期為系統時鐘的4倍)。

這個時候如果使用上面提到的函式呼叫的方法，將無法得到正確的資料。

因為加上函式呼叫的開銷，當am2302_read_byte()進行電平判斷的時候，

很可能已經錯過了起始電平，導致解析不正確。另外當判斷是資料位1的時候，

data += (0x80u >> i);
while (1 == data_port)

理論上上面的操作要在40~50微妙的時間內完成，大概是10~12個彙編指令。

但目前上面的操作會轉換成很多彙編指令，耗費過多的時間，導致後續資料位解析不正確。

#define am2302_read_byte(data)  \
am2302_read_bit(data) \
am2302_read_bit(data) \
am2302_read_bit(data) \
am2302_read_bit(data) \
am2302_read_bit(data) \
am2302_read_bit(data) \
am2302_read_bit(data) \
am2302_read_bit(data)

#define am2302_read_byte(data)  \
am2302_read_bit(data, 0x80) \
am2302_read_bit(data, 0x40) \
am2302_read_bit(data, 0x20) \
am2302_read_bit(data, 0x10) \
am2302_read_bit(data, 0x08) \
am2302_read_bit(data, 0x04) \
am2302_read_bit(data, 0x02) \
am2302_read_bit(data, 0x01)
#define am2302_read_bit(data, bitmask)    \
while (0 == am2302_data_port) \
\__delay_us(26); \
if (1 == am2302_data_port) \
\} \
}

movlb 0 ; select bank0 btfss 12,0 ;volatile //對i/o進行判斷，相當於if (1 == am2302_data_port) goto l435 //i/o不是1，跳轉到下乙個資料位判斷邏輯 movlw 128 //i/o是1，對資料進行加1操作，這裡使用了兩條指令 addwf _g_th,f

l435:

if (1 == am2302_data_port) \
\} \

它生成的彙編**變成：

movlb 0 ; select bank0 btfss 12,0 ;volatile goto l435 bsf _g_th,7

l435:

使用上述方案，可以使pic微控制器在1 mhz的系統時鐘下，與am2302進行單線通訊。

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