Реалізація програмних затримок за допомогою таймерів. Звіт до лабораторної роботи з Програмування. Робота № 528017

Перехід до торгівельного партнера Binance

Реалізація програмних затримок за допомогою таймерів

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Факультет:

ЗІ

Кафедра:

Кафедра КСА

Інформація про роботу

Рік:

2015

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Програмування

Група:

СІ-21

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра КСА Звіт до лабораторної роботи №2 на тему «Реалізація програмних затримок за допомогою таймерів» з предмету «Програмування мікроконтролерів систем автоматики» Варіант № 3 Львів 2015 Мета роботи: ознайомитися зі структурою периферійних модулів таймерів мікроконтролерів AVR. Навчитися писати програми з відліком часових інтервалів за допомогою таймерів/лічильників мікроконтролера. Короткі теоретичні відомості МК AVR мають на борту різні реалізації таймерів. Перш за все це 8-ми та 16-ти розрядні таймери/лічильники. Останні, відповідно, можуть відраховувати точніші та довші інтервали часу. Також присутні в моделях AVR і сторожові таймери (Watchdog Timer), що призначені для контролю за несанкціонованим зациклюванням програми. 8-розрядні таймери/лічильники. У МК AVR реалізовано три виконання 8-розрядних таймерів/лічильників, що відрізняються набором виконуваних функцій. Перше виконання має реалізовані лише восьмирозрядний лічильник та лічильник зовнішніх подій. Друге виконання має додатково 8-розрядний ШІМ (широтно-імпульсний генератор) та формувач сигналів. Третє виконання ще додає керування таймером/лічильником в асинхронному режимі (годинник реального часу). У моделях AVR можуть бути присутні 2 восьмирозрядні таймери, які позначаються відповідно T0 та T2. Кількість таймерів та їхнє виконання залежать від конкретної моделі. Також від виконання залежить і кількість переривань, що можуть бути згенеровані таймером. Як 8- так і 16-розрядні таймери AVR використовують у своїй роботі 10-розрядний попередній подільник частоти. Він використовується для всіх наявних таймерів в моделі МК, окрім таймера з керуванням в асинхронному режимі, який має свій окремий попередній подільник. Рис. 1. Блок попереднього дільника таймера На виході мультиплексора дільника частоти вхідна тактова частота, від якої тактується МК, розбита на ряд підчастот, які зменшені у вказане число раз. Наприклад, clk/64 означає, що відраховується 64 тактів МК, після чого посилається імпульс для таймера. Таким чином, ми можемо сповільнити роботу нашого таймера. Варто мати на увазі, що попередній подільник працює незалежно від таймера. У результаті чого виникає невизначений проміжок часу (від 1 до значення дільника) між дозволом таймера та його першим відліком при сумісній роботі з дільником частоти. Для цього передбачена можливість скиду значень попереднього дільника частоти шляхом запису лог. 1 у відповідний біт регістра SFIOR. Таймери, що не мають асинхронного режиму роботи, можуть тактуватися також від зовнішнього сигналу Тзовн. При цьому можна налаштувати відлік або по наростанню фронту сигналу, або по його спаду. Частота зовнішнього сигналу повинна бути у 2,5 рази меншою за частоту тактового генератора МК. Попередній подільник частоти для асинхронного таймера може тактуватися як від основного генератора тактової частоти МК, так і від автономного генератора із своїм зовнішнім кварцем. Цей автономний генератор оптимізований під годинниковий кварц 32 768 Гц. Асинхронний подільник має додаткові коефіцієнти поділу 32 та 128, однак відсутній підрахунок від зовнішніх імпульсів. Вибір режиму тактування таймера здійснюється за допомогою трьох бітів CSn, що розміщені у регістрі TCCRn (табл. 1). Таблиця 1. Вибір тактового сигналу для таймерів виконання 1, 2 CSn2 CSn1 CSn0 Джерело тактового сигналу 0 0 0 Таймер зупинений 0 0 1 clkI/O 0 1 0 clkI/O/8 0 1 1 clkI/O/64 1 0 0 clkI/O/256 1 0 1 clkI/O/1024 1 1 0 Рахунок імпульсів на виводі Tn за спадаючим фронтом 1 1 1 Рахунок імпульсів на виводі Tnза наростаючим фронтом Таймери/лічильники можуть працювати у 4-х режимах: Нормальний режим. 8-розрядний лічильний регістр нараховує 256 тактів таймера, виникає переповнення, і рахунок продовжується зі значення 0. При виникненні переповнення виставляється у регістрі TIFR прапор переповнення TOV та генерується переривання (якщо це переривання дозволене у регістрі TIMSK прапорцем TOIE, а також виставлений загальний дозвіл у регістрі стану SREG). Скид при співпадінні. У цьому режимі наш лічильний регістр здійснює рахунок тактів таймера до вказаного 8-розрядного значення у регістрі порівняння OCR, після чого скидається у значення 0. Під час обнулення лічильного регістра виставляється прапор співпадіння OCF та генерується переривання, якщо звісно є загальний дозвіл на переривання у SREG та виставлений прапор дозволу OCIE у регістрі TIMSK. Швидкий ШІМ. ШІМ з точною фазою. Таблиця 2. Режими роботи 8-розрядних таймерів WGMn1 WGMn0 Режими роботи таймера 0 0 Нормальний (по переповненню) 0 1 ШІМ з точною фазою 1 0 Скид при співпадінні 1 1 Швидкий ШІМ Для нормального режиму та скиду при співпадінні можемо налаштувати поведінку виводу таймера OCn (табл. 3). Таблиця 3. Керування виводом OC у норм. реж. та скиду при співп. COMn1 COMn0 Поведінка 0 0 Таймер відключений від виводу OC 0 1 Стан виводу змінюється на протилежний 1 0 Вивід скидується в «0» 1 1 Вивід скидується в «1» При необхідності стан виводу OCn може бути змінений примусово, шляхом запису лог. 1 у розряд FOCn регістра TCCRn. Переривання при цьому не генерується. Завдання до лабораторної роботи Зібрати у пакеті симуляції Proteus схему на основі МК ATmega32A та написати програму мовою асемблер для реалізації такого алгоритму: Лінійка з 8-ми одноколірних світлодіодів. При натисканні кнопки світлодіоди починають почергово блимати по одному з обох боків рухаючись назустріч. P7→P0→P6→P1→ P5→P2→P4→P3 1. Часові інтервали вимірюються за допомогою таймерів, при цьому паралельно виконується робота в основній програмі. 2. При використанні таймера 2 в асинхронному режимі передбачається, що він тактується від годинникового кварца 32768 Гц. 3. При переключенні світлодіодів звукова піщалка має видавати звук тривалістю 0,1 сек.(для непарних варіантів) та 0,2 сек. (для парних варіантів). Рис. 2. Принципова схема пристрою, що зібрана у пакеті Proteus Код програми пристрою мовою асемблер .include "m32Adef.inc" .def _flag = r0 ; 0біт - пауза =0 (пораховано), =1(ще рахує) ; 2біт - тривалість паузи =0(1сек), =1(0.5сек) .def _count = r21 .def _count2= r22 .def _countA= r23 .def _countBuz = r24 .CSEG .org $000 jmp RESET ; Reset Handler .org $014 jmp TIM0_COMP ; Timer0 Compare Handler .org $028 reti ;Store Program Memory Ready Handler ;підпрограма переривання по співпадінню Таймера 0 ---------------- TIM0_COMP: sbrs _flag, 0 ; якщо відлік дозволений rjmp Task0end inc _count ; _count++ cpi _count, 100 ; порівнюємо з числом 20 brne Task0end ; на кінець, якщо не рівне rjmp ready ready: clt ; Т=0 bld _flag, 0 ; 0біт=1 (пауза порахована) clr _count ; _count=0 Task0end: ;----------------------Task3 (звук)-------------------------- sbrs _flag, 4 rjmp Task3end inc _countBuz cpi _countBuz, 6 brne Task3end clt bld _flag, 4 ;(пораховано) clr _countBuz ;(обнулення) cbi PORTD, 2 ;викл. звук Task3end: T0end: reti ;------------------------------------------------------------------------------------------ RESET: ldi r16, Low(RAMEND) out SPL, r16 ldi r16, High(RAMEND) out SPH, r16 ldi r16, 0x00 ldi r17, 0xFF out DDRC, r16 ; порт C на вхід out PORTC, r17 out DDRD, r17 ; порт D на вихід out PORTD, r16 out DDRA, r17 out PORTA, r16 clr _countA clr _countBuz ; таймер_0 скид по співпадінню, 25msec, Prescaler=1024, OCR=0xC2 ldi r16, (1<<WGM01)|(1<<CS02)|(1<<CS00) out TCCR0, r16 ; OCR=0xC2 ldi r16, 0x59 out OCR0, r16 ; OCR=0xC2 ldi r16, (1<<OCIE0) out TIMSK, r16 ; дозвіл на перер. по співпадінню ; обнулюємо регістри clr _count clr _flag sei ; заг. дозвід на переривання ;---------- Основна програма ------------------------------------------------------- main: sbic PINC, 5 rjmp end ; а якщо ні -- робимо щось інше ldi _count2, 0 PUSH _count2 ldi _count2, 8 PUSH _count2 ldi _count2, 16 PUSH _count2 ldi _count2, 4 PUSH _count2 ldi _count2, 32 PUSH _count2 ldi _count2, 2 PUSH _count2 ldi _count2, 64 PUSH _count2 ldi _count2, 1 PUSH _count2 ldi _count2, 128 PUSH _count2 foo: sbrc _flag, 0 ; якщо пауза відрахована, тоді інверсія робимо роботу rjmp PC5end ; а якщо ні -- робимо щось інше set bld _flag, 0 bld _flag, 4 POP _count2 CPI _count2, 0 breq end out PORTA, _count2 sbi PORTD, 2 PC5end: rjmp foo end: rjmp main Висновки: виконавши дану лабораторну роботу, я отримав практичні навики програмування мовою асемблер мікроконтролерів AVR з використанням таймерів та звукових сигналів.

Звіт до лабораторної роботи Програмування

hasterbob

12.04.2016 16:04-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись