feat(ds18b20): термометры DS18B20 поверх программной 1-Wire

Перенесён из репозитория ds18b20, который подключался сабмодулем в
KONOR_ds18b20. История библиотеки осталась там; сюда пришло состояние
на момент переезда.

Ядро на C99 без stm32f10x.h и динамической памяти. Порт — пять функций
(Init, DelayUs, Reset, WriteBit, ReadBit); реализация для STM32F1 идёт
в комплекте в ports/stm32f1. Хостовые тесты на модели шины с виртуальными
датчиками проходят: tests/test_ds18b20.c.

c/ds18b20/ports/stm32f1/onewire_stm32f1.c

@@ -0,0 +1,158 @@
+/**
+ * @file onewire_stm32f1.c
+ * @brief Порт шины 1-Wire на STM32F1: тайминги, вывод и задержки.
+ *
+ * Вывод постоянно настроен как выход с открытым стоком: чтение уровня
+ * выполняется через регистр IDR, поэтому переключать режим не требуется.
+ * Прерывания запрещаются только на длительность одного тайм-слота, чтобы не
+ * терять байты USART во время обмена.
+ *
+ * Привязка вывода приходит из onewire_config.h, который предоставляет
+ * приложение. Шаблон - onewire_config.template.h рядом с этим файлом.
+ */
+
+#include "onewire.h"
+
+#include "onewire_config.h"
+
+#if !defined(ONEWIRE_GPIO) || !defined(ONEWIRE_PIN) || !defined(ONEWIRE_GPIO_CLOCK)
+#error "onewire_config.h должен задать ONEWIRE_GPIO, ONEWIRE_PIN и ONEWIRE_GPIO_CLOCK"
+#endif
+
+/** Длительности тайм-слотов в микросекундах согласно рекомендациям Maxim. */
+#define OW_RESET_LOW_US     480U
+#define OW_PRESENCE_WAIT_US 70U
+#define OW_RESET_TAIL_US    410U
+#define OW_WRITE1_LOW_US    6U
+#define OW_WRITE1_TAIL_US   64U
+#define OW_WRITE0_LOW_US    60U
+#define OW_WRITE0_TAIL_US   10U
+#define OW_READ_LOW_US      6U
+#define OW_READ_SAMPLE_US   9U
+#define OW_READ_TAIL_US     55U
+
+/** Число тактов ядра на микросекунду; заполняется в OneWire_Init. */
+static uint32_t g_cycles_per_us = 72U;
+
+/**
+ * @brief Переводит вывод шины в активный низкий уровень.
+ */
+static void ow_drive_low(void)
+{
+    ONEWIRE_GPIO->BRR = (uint32_t)(1UL << ONEWIRE_PIN);
+}
+
+/**
+ * @brief Отпускает шину; уровень поднимает внешний резистор подтяжки.
+ */
+static void ow_release(void)
+{
+    ONEWIRE_GPIO->BSRR = (uint32_t)(1UL << ONEWIRE_PIN);
+}
+
+/**
+ * @brief Читает текущий уровень на выводе шины.
+ *
+ * @return 1 для высокого уровня, 0 для низкого.
+ */
+static uint8_t ow_read_pin(void)
+{
+    return (uint8_t)((ONEWIRE_GPIO->IDR >> ONEWIRE_PIN) & 1U);
+}
+
+void OneWire_DelayUs(uint32_t microseconds)
+{
+    const uint32_t start = DWT->CYCCNT;
+    const uint32_t ticks = microseconds * g_cycles_per_us;
+
+    while ((DWT->CYCCNT - start) < ticks) {
+        __NOP();
+    }
+}
+
+void OneWire_Init(void)
+{
+    uint32_t config;
+
+    g_cycles_per_us = SystemCoreClock / 1000000U;
+    if (g_cycles_per_us == 0U) {
+        g_cycles_per_us = 1U;
+    }
+
+    /* Счётчик тактов ядра — единственный источник микросекундных задержек. */
+    CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
+    DWT->CYCCNT = 0U;
+    DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
+
+    RCC->APB2ENR |= ONEWIRE_GPIO_CLOCK;
+
+    /* Выход с открытым стоком, 50 МГц: CNF = 01, MODE = 11. */
+    if (ONEWIRE_PIN < 8U) {
+        config = ONEWIRE_GPIO->CRL;
+        config &= ~(0xFUL << (ONEWIRE_PIN * 4U));
+        config |= (0x7UL << (ONEWIRE_PIN * 4U));
+        ONEWIRE_GPIO->CRL = config;
+    } else {
+        config = ONEWIRE_GPIO->CRH;
+        config &= ~(0xFUL << ((ONEWIRE_PIN - 8U) * 4U));
+        config |= (0x7UL << ((ONEWIRE_PIN - 8U) * 4U));
+        ONEWIRE_GPIO->CRH = config;
+    }
+    ow_release();
+    OneWire_DelayUs(OW_RESET_LOW_US);
+}
+
+uint8_t OneWire_Reset(void)
+{
+    uint32_t primask;
+    uint8_t presence;
+
+    /* Удлинение импульса сброса безопасно, поэтому прерывания не запрещаем. */
+    ow_drive_low();
+    OneWire_DelayUs(OW_RESET_LOW_US);
+
+    primask = __get_PRIMASK();
+    __disable_irq();
+    ow_release();
+    OneWire_DelayUs(OW_PRESENCE_WAIT_US);
+    presence = (uint8_t)(ow_read_pin() == 0U);
+    __set_PRIMASK(primask);
+
+    OneWire_DelayUs(OW_RESET_TAIL_US);
+    return (uint8_t)(presence && (ow_read_pin() != 0U));
+}
+
+void OneWire_WriteBit(uint8_t bit)
+{
+    const uint32_t primask = __get_PRIMASK();
+
+    __disable_irq();
+    ow_drive_low();
+    if (bit != 0U) {
+        OneWire_DelayUs(OW_WRITE1_LOW_US);
+        ow_release();
+        OneWire_DelayUs(OW_WRITE1_TAIL_US);
+    } else {
+        OneWire_DelayUs(OW_WRITE0_LOW_US);
+        ow_release();
+        OneWire_DelayUs(OW_WRITE0_TAIL_US);
+    }
+    __set_PRIMASK(primask);
+}
+
+uint8_t OneWire_ReadBit(void)
+{
+    const uint32_t primask = __get_PRIMASK();
+    uint8_t bit;
+
+    __disable_irq();
+    ow_drive_low();
+    OneWire_DelayUs(OW_READ_LOW_US);
+    ow_release();
+    OneWire_DelayUs(OW_READ_SAMPLE_US);
+    bit = ow_read_pin();
+    __set_PRIMASK(primask);
+
+    OneWire_DelayUs(OW_READ_TAIL_US);
+    return bit;
+}