templates/c/ds18b20/ports/stm32f4/onewire_stm32f4.c

/**
 * @file onewire_stm32f4.c
 * @brief Порт шины 1-Wire на STM32F4: тайминги, вывод и задержки.
 *
 * Написан под STM32F407VET6 и подходит любому STM32F4 с тем же блоком GPIO:
 * различается только CMSIS-заголовок, который подставляет onewire_config.h.
 *
 * 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.f407.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 = 168U;

/**
 * @brief Переводит вывод шины в активный низкий уровень.
 */
static void ow_drive_low(void)
{
    ONEWIRE_GPIO->BSRR = (uint32_t)(1UL << (ONEWIRE_PIN + 16U));
}

/**
 * @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->AHB1ENR |= ONEWIRE_GPIO_CLOCK;

    /* Открытый сток: OTYPER = 1. */
    ONEWIRE_GPIO->OTYPER |= (uint32_t)(1UL << ONEWIRE_PIN);

    /* Подтяжка внешняя, внутренняя не нужна: PUPDR = 00. */
    config = ONEWIRE_GPIO->PUPDR;
    config &= ~(0x3UL << (ONEWIRE_PIN * 2U));
    ONEWIRE_GPIO->PUPDR = config;

    /* Максимальная скорость фронта: OSPEEDR = 11. */
    config = ONEWIRE_GPIO->OSPEEDR;
    config |= (0x3UL << (ONEWIRE_PIN * 2U));
    ONEWIRE_GPIO->OSPEEDR = config;

    /* Уровень отпускаем до перевода в выход, чтобы не дёрнуть шину вниз. */
    ow_release();

    /* Обычный выход: MODER = 01. */
    config = ONEWIRE_GPIO->MODER;
    config &= ~(0x3UL << (ONEWIRE_PIN * 2U));
    config |= (0x1UL << (ONEWIRE_PIN * 2U));
    ONEWIRE_GPIO->MODER = config;

    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;
}